能一个快速新的技术识别迅速地演变以及那些已经迟缓地更改精确定位研究员的新的目标开发药物结核病和疟疾的基因和它可能根据在本周的本质的一份文件执行同样其他传染病的。
这个技术,报告在这个日记帐的 4月 29日问题,由从加州大学的研究员开发、伯克利、哈佛和普林斯顿大学和国家卫生研究所。
在有机体迟缓地或不更改的基因,或者从一个有机体到另一个,通常是的结果分子机械,并且,在一种感染性生物,希望的研究员的有吸引力的目标重要部分杀害它
或者,迅速地更改的基因由人力免疫系统假定在有选择性的演变压下,例如需要对于微生物连续换成其外面外套换码检测。 这样基因可能告诉研究员有机体如何智胜免疫系统或开发药物抗性。
此新的技术是从查找快速展开的基因当前方法的总启运和已经精确定位以前在可能是潜在的药物目标的结核病和疟原虫的未知的基因。
“在这个典型的比较方法,研究员请采取从几个有机体的等同的基因,象人和黑猩猩和鼠标,排行他们并且计数区别”,解释的共同执笔者猎人 B. Fraser,分子和细胞生物学的一名研究生在加州大学伯克利分校。 “什么样的更改基因进行了在产生您想法的演变和从您看见的这更改,您能推断它演变的某事关于这个方式 - 它是否被迫使更改或被迫使坚持同样。
“我们出来与一个相似的最终结果 - 知道什么样的演变压在不同的基因 -,但是我们可以执行它与一个唯一染色体顺序,而不是排队从不同的染色体的基因和比较顺序”。
Fraser 在迈克尔从事 Eisen、加州大学伯克利分校附属助理教授分子和细胞生物学和成员实验室这个 QB3 财团 (定量生物医学的研究加利福尼亚学院)。
“此技术可以用于迅速识别交互选择与人力免疫系统的致病性基因,因为这些基因在极大的压迅速演变下”,小辈研究员严密地说共同执笔者约书亚 B. Plotkin,艺术和科学系的在哈佛。 “这样基因是新的抵抗药物和的疫苗的头等目标致命的病原生物”。
这个技术介入对一条整个染色体的一个统计分析,比较变化率一个特定基因的与平均变化率在这条染色体内的。 有机体的染色体是脱氧核糖核酸核苷酸顺序 - A、 G、 T 或者 C (为腺嘌呤、氨基羟尿环、胸腺嘧啶和胞嘧啶) - 被编组到三胞胎,称密码子。 能将连接起来的特定氨基酸的每密码子编码创建蛋白质。 串联胸腺嘧啶、胞嘧啶和腺嘌呤 - 三辛胺密码子 - 例如总是产生丝氨酸氨基酸。
由于 64 脱氧核糖核酸三胞胎可以由四可用的脱氧核糖核酸核苷酸做,但是只有 20 不同氨基酸,那些氨基酸由超过一密码子编码。 氨基胍基戊酸,例如,由六不同密码子编码: CGA、 CGC、 CGG、 CGT、 AGA 和 AGG。
基于想法 Plotkin,关注密码子的感受性小组对基因点突变 - 唯一脱氧核糖核酸核苷酸的改变 -,并且情况不是所有的基因点突变有同一个作用。 在那些密码子的一个任意基因点突变是不太可能创建该的密码子不同的氨基酸的编码。 例如, CGA 转换向 CGC 导致氨基胍基戊酸,留给蛋白质的氨基酸顺序没有变化。 基于这个基因代码 - 即,对氨基酸的转换表连接的密码子的结构 - 这个组能告诉哪些密码子是可能被改变了到不同的氨基酸的密码子。
通过计数,例如,编码对氨基胍基戊酸在一个唯一基因和比较它的六密码子的频率与在这条充分的染色体中的频率,研究员能确定这个基因是否比整体上这条染色体可能演变快速或慢。
“我们补充说在三胞胎它使用,我们然后要求的一个整个基因, ‘我们是否会期望发现这种三胞胎用量偶然?’” Fraser 说。 “如果没有,它是异常的并且产生我们提示向这个基因如何演变”。
“我们需要全部的染色体顺序,因为我们必须为每条染色体了解,什么其三胞胎的背景配电器是”,他添加了。 “如果我们不知道那,我们不能查找与重大的启运的一个基因从那”。
这个技术只与那些氨基酸一起使用。 新的结果来自对氨基胍基戊酸的分析、白氨酸和丝氨酸,其中每一对六不同密码子被编码和氨基乙酸,对四不同密码子编码。
小组,在普林斯顿的包括的乔纳森 Dushoff、博士后和 NIH,使用其技术分析在结核病细菌 (结核杆菌) 染色体的 4,000 个基因和在疟原虫 (疟原虫 falciparum) 的染色体的 5,000 个基因。
在结果快速展开的这些有机体的基因主要是编码对抗原,即,涂上病原生物表面并且指使一个免疫反应的蛋白质的那些基因。 通过恒定更换其抗原外套,病原生物能逃避免疫系统,最终转变成一个新菌珠再质询人力免疫系统。
“这个情况我们查找了多数抗原迅速演变在我们的公尺被确认的我们的技术运作”, Fraser 下说。
研究员也发现了以前迅速地演变的未被承认的基因。 这些基因是基因可能配合与人力免疫系统的进一步研究的可爱的候选人。
“我们也发现在抗原内选件类,一些比其他在更加严格的选择下,在前人们未找到”,他说。 “我们能根据此新查找做假说关于哪个实际上配合与免疫系统,并且哪个不是”。
Fraser 强调这个技术,指密码子变更率,现在补充比较基因方法公用。 而比较方法可能告诉关于在百万的演变压几年,密码子变更率可能告诉关于在基因的最近演变压。
密码子变更率方法有限制,然而,他说。 它依靠这个情况四脱氧核糖核酸核苷酸中的每一的比例在有机体的整个染色体间是相当统一的。 在人,然而,这个比例是不同的在这条染色体的不同的安排。 然而, Fraser 说这个组是在修改这个方法的工作分析在人类基因组的密码子变更率。