能一個快速新的技術識別迅速地演變以及那些已經遲緩地更改精確定位研究員的新的目標開發藥物結核病和瘧疾的基因和它可能根據在本週的本質的一份文件執行同樣其他傳染病的。
這個技術,報告在這個日記帳的 4月 29日問題,由從加州大學的研究員開發、伯克利、哈佛和普林斯頓大學和國家衛生研究所。
在有機體遲緩地或不更改的基因,或者從一個有機體到另一個,通常是的結果分子機械,并且,在一種感染性生物,希望的研究員的有吸引力的目標重要部分殺害它
或者,迅速地更改的基因由人力免疫系統假定在有選擇性的演變壓下,例如需要對於微生物連續換成其外面外套換碼檢測。 這樣基因可能告訴研究員有機體如何智勝免疫系統或開發藥物抗性。
此新的技術是從查找快速展開的基因當前方法的總啟運和已經精確定位以前在可能是潛在的藥物目標的結核病和瘧原蟲的未知的基因。
「在這個典型的比較方法,研究員请採取從幾個有機體的等同的基因,像人和黑猩猩和鼠標,排行他們并且計數區別」,解釋的共同執筆者獵人 B. Fraser,分子和細胞生物學的一名研究生在加州大學伯克利分校。 「什麼樣的更改基因進行了在產生您想法的演變和從您看見的這种更改,您能推斷它演變的某事關於這個方式 - 它是否被迫使更改或被迫使堅持同樣。
「我們出來與一個相似的最終結果 - 知道什麼樣的演變壓在不同的基因 -,但是我們可以執行它與一個唯一染色體順序,而不是排隊從不同的染色體的基因和比較順序」。
Fraser 在邁克爾從事 Eisen、加州大學伯克利分校附屬助理教授分子和細胞生物學和成員實驗室這個 QB3 財團 (定量生物醫學的研究加利福尼亞學院)。
「此技術可以用於迅速識別交互選擇與人力免疫系統的致病性基因,因為這些基因在極大的壓迅速演變下」,小輩研究員嚴密地說共同執筆者約書亞 B. Plotkin,藝術和科學系的在哈佛。 「這樣基因是新的抵抗藥物和的疫苗的頭等目標致命的病原生物」。
這個技術介入對一條整個染色體的一個統計分析,比較變化率一個特定基因的與平均變化率在這條染色體內的。 有機體的染色體是脫氧核糖核酸核苷酸順序 - A、 G、 T 或者 C (為腺嘌呤、氨基羥尿環、胸腺嘧啶和胞嘧啶) - 被編組到三胞胎,稱密碼子。 能將連接起來的特定氨基酸的每密碼子編碼創建蛋白質。 串聯胸腺嘧啶、胞嘧啶和腺嘌呤 - 三辛胺密碼子 - 例如總是產生絲氨酸氨基酸。
由於 64 脫氧核糖核酸三胞胎可以由四可用的脫氧核糖核酸核苷酸做,但是只有 20 不同氨基酸,那些氨基酸由超過一密碼子編碼。 氨基胍基戊酸,例如,由六不同密碼子編碼: CGA、 CGC、 CGG、 CGT、 AGA 和 AGG。
基於想法 Plotkin,關注密碼子的感受性小組對基因點突變 - 唯一脫氧核糖核酸核苷酸的改變 -,并且情況不是所有的基因點突變有同一個作用。 在那些密碼子的一個任意基因點突變是不太可能創建該的密碼子不同的氨基酸的編碼。 例如, CGA 轉換嚮 CGC 導致氨基胍基戊酸,留給蛋白質的氨基酸順序沒有變化。 基於這個基因代碼 - 即,對氨基酸的轉換表連接的密碼子的結構 - 這個組能告訴哪些密碼子是可能被改變了到不同的氨基酸的密碼子。
通過計數,例如,編碼對氨基胍基戊酸在一個唯一基因和比較它的六密碼子的頻率與在這條充分的染色體中的頻率,研究員能確定這個基因是否比整體上這條染色體可能演變快速或慢。
「我們補充說在三胞胎它使用,我們然後要求的一個整個基因, 『我們是否會期望發現這種三胞胎用量偶然?』」 Fraser 說。 「如果沒有,它是異常的并且產生我們提示向這個基因如何演變」。
「我們需要全部的染色體順序,因為我們必須為每條染色體瞭解,什麼其三胞胎的背景配電器是」,他添加了。 「如果我們不知道那,我們不會能查找與重大的啟運的一個基因從那」。
這個技術只與那些氨基酸一起使用。 新的結果來自對氨基胍基戊酸的分析、白氨酸和絲氨酸,其中每一對六不同密碼子被編碼和氨基乙酸,對四不同密碼子編碼。
小組,在普林斯頓的包括的喬納森 Dushoff、博士後和 NIH,使用其技術分析在結核病細菌 (結核桿菌) 染色體的 4,000 個基因和在瘧原蟲 (瘧原蟲 falciparum) 的染色體的 5,000 個基因。
在結果快速展開的這些有機體的基因主要是編碼對抗原,即,塗上病原生物表面并且指使一個免疫反應的蛋白質的那些基因。 通過恆定更換其抗原外套,病原生物能逃避免疫系統,最終轉變成一個新菌珠再質詢人力免疫系統。
「這個情況我們查找了多數抗原迅速演變在我們的公尺被確認的我們的技術運作」, Fraser 下說。
研究員也發現了以前迅速地演變的未被承認的基因。 這些基因是基因可能配合與人力免疫系統的進一步研究的可愛的候選人。
「我們也發現在抗原內選件類,一些比其他在更加嚴格的選擇下,在前人們未找到」,他說。 「我們能根據此新查找做假說關於哪個實際上配合與免疫系統,并且哪個不是」。
Fraser 強調這個技術,指密碼子變更率,現在補充比較基因方法公用。 而比較方法可能告訴關於在百萬的演變壓幾年,密碼子變更率可能告訴關於在基因的最近演變壓。
密碼子變更率方法有限制,然而,他說。 它依靠這個情況四脫氧核糖核酸核苷酸中的每一的比例在有機體的整個染色體間是相當統一的。 在人,然而,這個比例是不同的在這條染色體的不同的安排。 然而, Fraser 說這個組是在修改這個方法的工作分析在人類基因組的密碼子變更率。