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Epigenetics sintetico di comprensione

Il epigenetics sintetico è un campo imminente di biologia che comprende modificare le vie epigenetiche esistenti costruendo le vie artificiali e specifiche. Il epigenetics sintetico, quindi, fornisce gli strumenti per la dissezione delle informazioni di segnalazione epigenetiche ed ha il potenziale di esplorare i domini finora inaccessibili sia nella ricerca di base che clinica.

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Che cosa sono i vantaggi del epigenetics sintetico?

Le tecniche precedenti che sono state usate per modificare il profilo trascrizionale dei geni comprendono l'interferenza del RNA (RNAi), espulsione del gene, sovraespressione di determinate sequenze complementari del DNA (cDNA), o attivatori e silenziatori che possono essere programmati. Tuttavia, gli svantaggi di questo metodo includono che devono esprimere essenzialmente o continuamente per avere l'effetto desiderato.

Tuttavia, questi cambiamenti egualmente piombo ai cambiamenti irreversibili all'interno del genoma, così c'è un'esigenza dei metodi che possono mantenere il segnale e l'espressione genica epigenetici modificati per le divisioni cellulari multiple - anche dopo che la costruzione epigenetica modificata è rimossa. Ciò comprenderebbe transitoriamente introdurre la costruzione che piombo ai cambiamenti persistenti nell'espressione genica senza alcun danno permanente.

Epigenetics sintetico dal basso

In epigenetics sintetico dal basso, un dominio obbligatorio artificiale del DNA si combina con una sequenza unica nel luogo desiderato del gene. Egualmente ha un dominio dell'effettore che può modificare lo stato epigenetico del luogo del gene. Parecchi studi hanno osservato i vari domini d'ottimizzazione ed i modificatori epigenetici che possono attivare o reprimere i luoghi specifici.

Genoma che mira alle proteine

Il genoma che mira alle proteine è uno dei modi regolamentare sinteticamente il epigenome. Per parecchi anni era difficile da progettare le proteine d'interazione del DNA per le sequenze specifiche poichè c'era nessun conosce il codice del riconoscimento del DNA che potrebbe connettere i residui dell'amminoacido con le basi corrispondenti del DNA. Tuttavia, con la scoperta dei raccoglitori programmabili del DNA come le schiere di schiere del dito di zinco, dell'effettore di TAL ed i sistemi CRISPR/Cas9 questo ora è fattibile.

Schiere del dito di zinco

Il primo esempio dei domini di interazione del DNA che potrebbero legare alle proteine era del popolare di Cys2His2-like) dito di zinca C2H2 (gruppo. I dito di zinca naturali e costruiti consistono del tandem hanno ripetuto le schiere del dito di zinco dove ogni unità ha 30 residui dell'amminoacido che sono stabilizzati dagli ioni dello zinco che sono limitati a due dell'istidina due e della cisteina residui. I dito di zinca su ordine consistono di tre - sei diversi dito di zinca che possono legare agli obiettivi della dimensione che variano da 9 a 18 coppie di basi.

Ci sono due metodi main per creare i dito di zinca costruiti: installazione modulare contesto-dipendente e sistemi batterici di selezione. Nel primo metodo, parecchie più piccole unità del dito di zinco si combinano in una più grande schiera. Nel caso del sistema batterico di selezione, c'è un vantaggio aggiunto che il dito di zinco creato direttamente è collaudato in un ambiente cellulare; tuttavia, questo metodo è più che richiede tempo e piuttosto noioso.

Schiere dell'effettore di TAL

Gli effettori del tipo di della trascrizione (TALEs) sono fattori di virulenza che sono isolati dal Xanthomonas batterico dell'agente patogeno dell'impianto e sono un'altra classe di proteine obbligatorie del DNA che possono essere personalizzate. Sono una famiglia delle ripetizioni in tandem di simili 34 amminoacidi in cui ogni ripetizione può riconoscere una singola base.

Poichè questa schiera ha un codice semplice del riconoscimento dove ogni ripetizione è responsabile del riconoscimento di singola coppia di basi e dell'assenza di effetti contigui, le schiere di RACCONTO hanno assunto rapido l'importanza. Il vantaggio del RACCONTO ed il dito di zinco includono che queste costruzioni devono essere rifatte per specificamente progettato per ogni sequenza di interesse.

Sistema CRISPR/Cas9

Ciò è il più nuovo strumento sul blocco per la modulazione del sistema epigenetico. CRISPR o le brevi ripetizioni palindromiche regolarmente interspaced ragruppate è stato derivato da un sistema immunitario prokaryotic e conferisce la resistenza agli elementi genetici, compreso i plasmidi ed i batteriofagi.

In natura, il DNA estraneo è inserito fra le ripetizioni di CRISPR e questo servisce da memoria adattabile dell'esposizione non Xeros. I sistemi di CRISPR sono stati divisi in tre sistemi in cui il tipo II è il più semplice, poichè soltanto una componente proteica è richiesta. Questo sistema ora è stato usato per costruire i sistemi del genoma è parecchi organismi ora.

Sorgenti

  • Jurkowski et al. (2015). Sintetico epigenetics-verso controllo intelligente degli stati e dell'identità epigenetici delle cellule. Epigenetics clinico. doi.org/10.1186/s13148-015-0044-x.
  • Zuemy Rodriguez-Escamilla, Mario A. Martínez-Núñez, merino di Enrique. (2016). Epigenetics batte sulla porta della biologia sintetica. Lettere di microbiologia di FEMS. doi.org/10.1093/femsle/fnw191
  • Yamatsugu, K., et al. (2018) approcci principali in epigenetics sintetico per le strategie terapeutiche novelle. Curr Opin Chem Biol. doi.org/10.1016/j.cbpa.2018.03.011.
  • Jurkowski, tele-elaborazione., et al. (2015). Sintetico epigenetics-verso controllo intelligente degli stati e dell'identità epigenetici delle cellule. Epigenetics clinico. doi.org/10.1186/s13148-015-0044-x.

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Last Updated: May 22, 2019

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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