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Che cosa sono linee cellulari Isogenic?

Le linee cellulari sono formate delle celle che possono svilupparsi indefinitamente se le condizioni buone sono riempite e queste possono provenire dalle varie sorgenti. Queste linee cellulari sono ampiamente usate nel laboratorio, dallo studio del cancro a verificare i trattamenti novelli potenziali.

Crediti di immagine: Evgeniy Kalinovskiy/Shutterstock.comCrediti di immagine: Evgeniy Kalinovskiy/Shutterstock.com

Sono tutte le celle lo stessi?

Isogenic si riferisce ad una popolazione con i geni essenzialmente identici. Ci sono tecniche disponibili che possono modificare il DNA delle celle e questa può poi essere usata come modello di malattia. Per esempio, le cellule tumorali hanno spesso cambiamenti in loro DNA e questa può essere copiata così in una linea cellulare isogenic.

Potere modificare il DNA significa che è possibile avere due linee cellulari isogenic: uno con i cambiamenti si è riferito allo sviluppo del cancro e l'altro senza quelli cambia. Ciò rende i confronti più facili, poichè può essere difficile da trovare le celle relative che esprimono i geni allo stesso modo.

Come sono usati?

Espressione genica di regolamentazione nelle linee cellulari

Liu e co. ha inventato un sistema in cui i fattori di trascrizione della proteina del dito di zinco specifici ai geni di interesse sono stati usati per indurre l'espressione genica in cellule bersaglio. Questo sistema ha alta specificità, in modo dalla probabilità di altri geni che sono influenzati dal fattore di trascrizione della proteina del dito di zinco è bassa. L'espressione del fattore di trascrizione della proteina del dito di zinco può anche essere resa viscoelastica, di modo che è possibile gestire quando il gene di interesse è attivato.

Gli autori hanno mirato al recettore ormonale paratiroidale umano 1 (PTHR1), che è un ricevitore proteina-accoppiato G che ha un ruolo nell'omeostasi del calcio e nel metabolismo dell'osso. Un fattore di trascrizione della proteina del dito di zinco che mira a PTHR1 è stato identificato ed è stato usato per indurre la sua espressione in celle HEK293, che non esprimono normalmente PTHR1.

Quando il fattore di trascrizione della proteina del dito di zinco è stato incitato, le celle HEK293 hanno cominciato ad esprimere PTHR1. L'attività del PTHR1 espresso è stata confermata tramite aumento nei livelli di campo prodotti dalle celle. Gli autori poi hanno usato i leganti conosciuti PTHR1 e questo piombo alla riduzione dei livelli del campo, così indicando che la sua funzione è stata diminuita. Gli autori hanno concluso che questo approccio può essere usato per studiare gli effetti dei composti terapeutici potenziali sui geni dell'obiettivo.

Studio della carenza di riparazione del disadattamento del DNA

Gli errori durante il replicazione del dna possono piombo ai cambiamenti nel DNA, compreso i singoli disadattamento bassi, la modifica bassa ed i piccoli cicli di inserzione-eliminazione. Per neutralizzare le influenze di questi errori, i meccanismi di riparazione del disadattamento del DNA esiste in queste celle. Tuttavia, questi meccanismi di riparazione del disadattamento del DNA possono diventare difettosi, permettendo che questi i cambiamenti del DNA persistano e potenzialmente piombo a cancro. Infatti, è stimato che fino a 20% dei tumori solidi e dei cancri ematologici abbiano carenze del meccanismo di riparazione del disadattamento del DNA.

Bailis e co. ha derivato un sistema isogenic della linea cellulare per studiare la carenza dei meccanismi di riparazione del disadattamento del DNA. Nello studio, gli autori hanno usato il breve RNA viscoelastico della forcella (shRNA) per impedire l'espressione del gene MLH1, un gene che fa parte del meccanismo di riparazione del disadattamento del DNA. Qui, quando lo shRNA è indotto, questo impedisce l'espressione di MLH1, così inattivandola. Poichè lo shRNA è viscoelastico, questo ha dato agli autori l'opportunità di studiare le differenze vedute quando MLH1 era attivo confrontato a quando era inattivo.

Un cambiamento gli autori osservati era l'induzione di instabilità del microsatellite in celle quando MLH1 era inattivo. L'instabilità di Microsatellite è un altro cambiamento in DNA, in cui le sequenze di nucleotide ripetute sono guadagnate o perse e gli autori hanno osservato 1-3 spostamenti del nucleotide alla ripetizione del mononucleotide BAT-26. Tuttavia, questo non ha cambiato il reticolo globale di espressione genica nelle linee cellulari.

Scoperta premonitrice di biomarcatore del cancro

Nella biologia del cancro, i biomarcatori premonitori forniscono le informazioni sull'effetto del trattamento. Haagensen e co. linee cellulari isogenic utilizzate per cercare i biomarcatori premonitori potenziali in risposta a quattro droghe terapeutiche.

Gli autori hanno trovato che la risposta ha variato secondo come le celle sono state coltivate. Per esempio, nella 2D cultura hanno trovato che le celle di PIK3CA+/- e di KRAS+/- erano più sensibili agli inibitori di MEK confrontati alle loro celle parentali isogenic o ad altri mutanti. Tuttavia, 3D in un sistema gli xenotrapianti di PIK3CAE545K/- e di KRASG13D/- erano sensibili ad uno degli inibitori di MEK, ma “i tumori„ derivati dalle celle parentali non erano sensibili affatto.

Ciò indica che, mediante l'uso delle linee cellulari isogenic, la risposta agli inibitori di MEK non solo è influenzata dalle mutazioni in KRAS e in PIK3CA, ma anche da come queste celle si sviluppano.

Sorgenti

sciencedirect.com. Linee cellulari https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/cell-lines

Gillet, J. - P. et al. (2013) la pertinenza clinica delle linee cellulari del Cancro. Giornale dell'istituto nazionale contro il cancro https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3691946/

merriam-webster.com. https://www.merriam-webster.com/dictionary/isogenic Isogenic

amsbio.com. Linee cellulari Isogenic http://www.amsbio.com/isogenic-cell-lines.aspx

Liu, 2005) linee cellulari umane Isogenic di P. - Q. et al. (per la scoperta della droga: Regolamento di espressione genica dell'obiettivo dai fattori di trascrizione costruiti della proteina del dito di zinco. Giornale di https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1087057104272663 di schermatura biomolecolare

Bailis, J.M. et al. (2013) un sistema viscoelastico e Isogenic della linea cellulare del Cancro per l'ottimizzazione dello stato della carenza di riparazione del disadattamento. PLOS uno https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0078726

Oldenhuis, 2008) previsioni del C.N. et al. (contro valore predittivo dei biomarcatori in oncologia. Giornale europeo di Cancro https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18396036

Haagensen, 2016) usi preclinici del E.J. et al. (delle linee cellulari e dei tumori isogenic in vitro e in vivo per la scoperta premonitrice di biomarcatore; l'impatto stato di mutazione di PI3KCA e di KRAS su attività dell'inibitore di MEK è subordinato al modello. Giornale europeo di Cancro https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959804915011569

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Last Updated: Mar 11, 2020

Dr. Maho Yokoyama

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Dr. Maho Yokoyama

Dr. Maho Yokoyama is a researcher and science writer. She was awarded her Ph.D. from the University of Bath, UK, following a thesis in the field of Microbiology, where she applied functional genomics to Staphylococcus aureus . During her doctoral studies, Maho collaborated with other academics on several papers and even published some of her own work in peer-reviewed scientific journals. She also presented her work at academic conferences around the world.

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