Szybka nowa technika sprawnie utożsamiać geny które rozwijają wartko as well as tamto które zmieniają wolno już dokładnie określać nowych cele dla badaczów rozwija leki przeciw gruźlicie i malarii i ja, mogliśmy robić to samo dla innych zaraźliwych chorob, według papieru w ten tygodnia naturze.
Technika, donosząca w Kwietnia 29 zagadnieniu czasopismo, rozwijał badaczami od uniwersyteta kalifornijskiego, Berkley, Harvard, uniwersytet princeton i Krajowi instytuty zdrowie.
Geny które zmieniają wolno lub wcale w organizmu od jeden organizmu inny, lub, zazwyczaj okazywali się być krytycznymi kawałkami cząsteczkowa maszyneria w zakaźnym organizmu i atrakcyjni cele dla badaczów mieć nadzieję zabijać je,
Alternatywnie, geny które zmieniają wartko przypuszczają być pod selekcyjnym ewolucyjnym naciskiem tak jak potrzeba nieustannie wyłaczać swój zewnętrznego żakiet uciekać wykrycie dla drobnoustroju, ludzkim systemem odpornościowym. Taki geny mogą mówić badaczom jak organizmy outwit system odpornościowego lub rozwijają leka opór.
Ten nowa technika jest sumarycznym odjazdem od aktualnych metod znajdować wartko rozwija geny i już dokładnie określać poprzednio niewiadomych geny w gruźlicie, i malaria darmozjady które mogli być potencjalnym lekiem celują.
"W typowej porównawczej metodzie, badacze bierze równoznacznych geny od kilka organizmów jak istoty ludzkie, szympansy i myszy, wykłada one up i liczy różnicy," wyjaśniał coauthor myśliwego b. Fraser, magistrant/magistrantka w cząsteczkowej i komórki biologii przy UC Berkley. "Która pomysł ty widzii, jaki rodzaje zmiany przechodził nad ewolucją i od rodzajów zmiany gen, ty możesz wnioskować coś o sposobie ono rozwija daje ciebie, czy - ono wywierał nacisk zmieniać lub wywierał nacisk zostawać to samo.
"jesteśmy nadchodzący z jednakowym ostateczni wyniki out - znać jaki rodzaje ewolucyjni naciski są na różnych genach - ale możemy robić mu z pojedynczą genom sekwencją właśnie, zamiast wykładać up geny od różnych genomów i porównywać sekwencje."
Fraser pracuje w laboratorium Michael Eisen, UC Berkley dodatku asystent profesora biologia i QB3 konsorcjum członek, cząsteczkowa i komórka (Kalifornia instytut dla Ilościowego Biomedycznego badania).
Ten technika może używać szybko utożsamiać patogennych geny które oddziałają wzajemnie z ludzkim systemem odpornościowym blisko" powiedzieli coauthor Joshua b. Plotkin, młodzieżowy kumpel w fakultecie sztuki i nauki przy Harvard. ", ponieważ te geny są pod olbrzymim naciskiem rozwijać szybko," "Taki geny są pierwszorzędnymi celami dla nowych leków i szczepionek sprzeciwiać się śmiertelnych patogeny."
Technika wymaga statystyczną analizę całkowity genom, porównuje tempo zmiana odmianowy gen średnia stawka zmiana wśród genomu. Organizmu genom jest sekwencją DNA nucleotides grupujący w trójwiersze, nazwani codons. - lub A, G, T lub C, - (dla adeniny, guanine, thymine i cytosine,) Each codon kody dla odmianowego amino kwasu zawiązywać wpólnie tworzyć proteinę. Serie thymine, cytosine i adenina, zawsze poddają się serine amino kwas, na przykład. - TCA codon -
Ponieważ 64 DNA trójwiersza mogą robić od cztery dostępnych DNA nucleotides ale tam są tylko 20 różnych amino kwasów, niektóre amino kwasy kodują więcej niż jeden codon. Arginine, na przykład koduje sześć różnymi codons: CGA, CGC, CGG, CGT, aga i AGG.
Opierający się na pomysle Plotkin drużyna wycelować wewnątrz na podatności codons punkt mutacje i fact - alteracja pojedynczy DNA nucleotide - że nie wszystkie punkt mutacje ten sam skutek. Przypadkowa punkt mutacja w niektóre codons jest mniej prawdopodobny tworzyć codon który koduje dla różnego amino kwasu. Na przykład zamiana CGA CGC wciąż wynikał w arginine, opuszcza proteiny amino zjadliwą sekwencję niewymieniona. Opierający się na strukturze genetyczny kod który jest amino kwasy - przekładowego stołu złączeni codons - grupa był sprawnie mówić który codons byli prawdopodobni mutującym w codon dla różnego amino kwasu.
Liczyć częstotliwość sześć codons koduje dla arginine w pojedynczym genie i porównuje mnie częstotliwość przez cały pełnego genomu, na przykład badacze są sprawnie ustalać czy gen prawdopodobnie rozwijał szybkiego lub wolnego niż genom jako całość.
"My dodajemy nad całkowitym genem który używają trójwiersze ja, i wtedy pytamy, up "oczekiwaliśmy widzieć ten użycie trójwiersze szansą lub nie jakby właśnie? " Fraser powiedział. "Jeśli nie, ja jest niezwykły i daje my wskazówce jak gen rozwijał."
Potrzebujemy całą genom sekwencję ponieważ musimy uczyć się, dla each genomu" on dodawaliśmy. ", czym jest swój tło dystrybucja trójwiersze," "Jeżeli no znaliśmy to, no byliśmy sprawnie znajdować gen z znaczącym odjazdem od to."
Technika tylko pracuje z niektóre amino kwasami. Nowi rezultaty przychodzący od analizy arginine, leucyna, serine i glicyna która kodował dla obok cztery różnych codons., który koduje dla obok sześć różnych codons,
Drużyna która używał swój technikę analizować 4.000 genów w genomu gruźlicy bakteria i 5.000 genów w genomu malaria darmozjad zawierać Jonathan Dushoff, postdoctoral badacz i NIH przy Princeton, (Mycobacterium gruźlica) (Plasmodium falciparum).
Geny w te organizmach które obracali out wartko rozwijać byli w dużym stopniu tamte genami koduje dla antygenów, to są, proteiny które pokrywają powierzchnię patogen i buntują reakcję odpornościową. Ciągle zmieniać swój antygenu żakiet, patogen może wymykać się system odpornościowego, rozwija ostatecznie w nowego szczep rzucać wyzwanie ludzkiego system odpornościowego znowu.
Fact który zakładamy najwięcej antygenów szybko rozwijał pod nasz metrycznym potwierdzającym" Fraser powiedział. "że nasz technika pracuje,"
Badacze także odkrywali poprzednio nierozpoznanych geny które rozwijają wartko. Te geny są atrakcyjnymi kandydatami dla dalszy badania w który oddziałać wzajemnie z ludzkim systemem odpornościowym mogą geny.
"także zakładamy to wśród klas antygeny, niektóre są pod target583_0_ silnym wyborem niż inny które zaludniają, no znajdowali przed," powiedział. Jesteśmy sprawnie robić hipotezom o na ten nowym znalezieniu, opieramy się. "właściwie oddziałają wzajemnie z systemem odpornościowym i jest"
Fraser uwydatniał że technika, nawiązywać do codon lotność jako, uzupełnia porównawczego gen metod błonie teraz. Codon lotność może mówić o niedawnym ewolucyjnym nacisku na genach, podczas gdy porównawcze metody mogą mówić o ewolucyjnym nacisku nad millions rok.
Codon lotności metoda ograniczenia, jakkolwiek, powiedział. Ja polega na fact że proporcja each cztery DNA nucleotides jest całkiem jednolita przez całkowitego genom organizm. W istotach ludzkich, jakkolwiek proporcja jest różna przy różnymi miejscami w genomu. Niemniej, Fraser powiedział grupa modyfikuje metodę analizować codon lotność w ludzkim genomu jest przy pracą.