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Comment le modèle génétique du rat empile contre ceux des souris et des êtres humains

International équipe de recherche, supporté par les Instituts de la Santé Nationaux (NIH), a aujourd'hui annoncé qu'il a rempli une haute qualité, séquence de projet du génome du rat de laboratoire, et a employé ces données pour explorer comment le modèle génétique du rat empile contre ceux des souris et des êtres humains.

Dans un document publié dans la question du 1er avril de la Nature de tourillon, le Consortium de Projet de Séquençage du Génome de Rat décrit ses efforts pour produire et analyser une séquence de projet de la tension de Brown Norvège du rat de laboratoire (norvegicus de Rattus). Le projet, abouti par le Génome Humain Ordonnançant le Centre à l'Université de Baylor du Médicament à Houston, a été principalement financé par le Coeur National, Poumon et Institut de Sang (NHLBI), $58,5 millions, et l'Institut de Recherches National de Génome Humain (NHGRI), $60 millions.

« C'est un investissement qui est destiné pour fournir des profits importants dans la lutte contre la maladie humaine, » a dit Directeur Elias A. Zerhouni, M.D. de NIH « Pendant presque 200 années, le rat de laboratoire a joué un rôle précieux dans les efforts pour comprendre la biologie humaine et pour développer les médicaments neufs et meilleurs. Maintenant, armé avec ces données de ordonnancement, un rétablissement neuf des chercheurs pourra améliorer grand l'installation des modèles de rat et améliorer de ce fait la santé des personnes. »

Les Zones dans lesquelles le rat modélise ont déjà aidé à avancer la recherche médicale comprennent : maladies cardio-vasculaires (hypertension) ; troubles psychiatriques (études d'intervention comportementale et de dépendance) ; régénération neurale ; diabète ; chirurgie ; greffe ; affections auto-immune (arthrite rhumatoïde) ; cancer ; guérison de blessure et d'os ; et mal des transports de l'espace. Dans le développement de médicament, le rat est par habitude utilisé pour expliquer l'efficacité thérapeutique et pour évaluer la toxicité des composés de médicament avant des tests cliniques humains. La séquence de génome facilitera toutes ces études, ainsi qu'aide des chercheurs mieux à indiquer exactement les domaines essentiels de la différence biologique entre les rats et les êtres humains.

« C'est une ère des opportunités biomédicales extraordinaires dans la recherche génomique. En raison de ce significatif accomplissement, le modèle de rat est porté en équilibre pour être au premier rang de la découverte, fournissant l'analyse dans la santé des personnes et les demandes de règlement neuves pour les maladies humaines, » a dit le Directeur Intérimaire Barbara Alving, M.D. de NHLBI.

Le projet de séquence de rat, qui couvre plus de 90 pour cent du génome, représente le troisième génome mammifère à ordonnancer à la haute qualité et décrit dans une publication scientifique importante. Un projet de la séquence de génome humain a été publié en février 2001, et la séquence humaine réalisée a été annoncée en avril 2003. Un projet de la séquence de génome de souris a été publié en décembre 2002. La disponibilité d'une troisième séquence mammifère de génome donne à des scientifiques la capacité de diviser en triangles des données pour améliorer des détails de résolution de biologie humaine, ainsi qu'à évolution mammifère.

« L'ordonnancement du génome de rat constitue une autre étape principale dans notre effort pour augmenter notre connaissance du génome humain, » a dit Directeur Francis S. Collins, M.D., Ph.D. de NHGRI « Pendant Que nous établissons sur les fondements jetés par le Projet Génome Humain, il est apparu clairement que comparer le génome humain à ceux d'autres organismes est la plupart de puissant outil disponible pour comprendre les composants génomiques complexes concernés dans la santé des personnes et la maladie. »

En plus de l'Université de Baylor du Médicament, le Projet de Séquençage du Génome de Rat comprend : Groupe Génomique de Celera d'Applera Corp., Rockville, DM. ; Genome Therapeutics Corp., Waltham, Massachusetts ; le Centre des Sciences de Génome, Agence de Cancer de Colombie-Britannique, Vancouver, Colombie-Britannique ; L'Institut pour la Recherche Génomique, Rockville, DM. ; L'Université de l'Utah, Salt Lake City ; Faculté de Médecine du Wisconsin, Milwaukee ; L'Hôpital pour Enfants de l'Institut de Recherches d'Oakland, Oakland, Californie ; et le Centre Maximum de Delbrück pour le Médicament Moléculaire, Berlin. En plus du financement de NIH, le financement privé supplémentaire a été fourni à Baylor par la Fondation de Kleberg.

Après Que la séquence de génome de rat ait été assemblée chez Baylor, une équipe internationale, consistée en plus de 20 groupes dans six pays, a réalisé une analyse à trois voies comparant les données de séquence de rat aux données assimilées de la souris et de l'être humain. En plus du papier en Nature, l'équipe est publier les 30 articles supplémentaires dans la question d'Avril de la Recherche de Génome de tourillon, qui décrivent les analyses plus en détail.

« Les travaux futurs Ont visé à recenser les différences génomiques qui contribuent à l'évolution des traits matériels peuvent tirer bénéfice des analyses de ce type, qui deviendront plus puissants comme le répertoire des séquences mammifères de génome augmente, » ont dit Richard Gibbs, Ph.D., directeur de l'Université de Baylor du Centre du Séquençage du Génome du Médicament et de l'investigateur principal du Projet de Séquençage du Génome de Rat.

En leur papier de Nature, les chercheurs ont enregistré que, à approximativement 2,75 milliards de paires de bases, le génome de rat est plus petit que le génome humain, qui est 2,9 milliards de paires de bases, et légèrement plus grand que le génome de souris, qui est 2,6 milliards de paires de bases. Cependant, ils ont également constaté que le génome de rat contient le nombre à peu près identique des gènes comme génomes d'être humain et de souris. En Outre, presque tous les gènes humains connus pour être associés avec les maladies ont des homologues dans le génome de rat et pour sembler fortement économisés par l'évolution mammifère, confirmant que le rat est un excellent modèle pour beaucoup de domaines de recherche médicale.

La Comparaison du génome de rat à ceux de l'être humain et de la souris ouvre également un hublot neuf et seul dans l'évolution mammifère. La lignée de rongeur, qui a provoqué le rat et la souris, et la lignée de primate, qui a provoqué des êtres humains, ont divergé il y a environ 80 millions d'ans. Les Êtres Humains ont 23 paires de chromosomes, alors que les rats ont 21 et les souris ont 20. Cependant, l'analyse neuve a trouvé des chromosomes de chacun des trois organismes à associer entre eux par environ 280 grandes régions de l'homologie de séquence - « cases syntenic » appelées - distribuées dans les configurations variables en travers des chromosomes des organismes.

Les données de séquence confirment également que la lignée de rongeur a coupé il y a 12 à 24 millions d'ans en lignes indépendantes qui ont provoqué le rat et à la souris. Les Chercheurs estiment qu'environ 50 réarrangements chromosomiques se sont produits dans chacune des lignes de rongeur après divergence de leur ancêtre commun. Le nombre de réarrangements chromosomiques, ainsi que d'autres types de génome change, se sont avérés beaucoup inférieurs dans la lignée de primate, indiquant que la modification évolutionnaire s'est produite à une cadence rapide dans les rongeurs que dans les primates.

L'analyse neuve souligne également le fait que tandis que les rats et les souris examinent très assimilés à l'oeil humain, il y a des différences génomiques significatives entre les deux types de rongeurs. Par exemple, quelques aspects d'évolution génomique chez le rat semblent être accélérés si comparés à la souris. Selon l'analyse neuve, due à l'extension exceptionnellement rapide des familles de gènes sélectées, rats possédez quelques gènes non trouvés chez la souris, y compris des gènes concernés dans l'immunité, la production des phéromones (produits chimiques concernés dans l'attraction sexuelle), la panne des protéines et le dépistage et la désintoxication des produits chimiques.

Pour atteindre son objectif de produire une séquence de haute qualité de projet, le Projet de Séquençage du Génome de Rat a développé un neuf, l'élan « combiné » qui a utilisé le fusil de chasse entier de génome (WGS) et le clone artificiel bactérien (BAC) de chromosome ordonnançant des techniques. Pour fusionner ces derniers dans la séquence de version finale, le groupe de Baylor a développé le progiciel d'Atlas pour l'assemblage de génome. La séquence donnante droit de génome a été contenue dans 291 grands segments, avec une longueur typique de 19 millions de bases. D'ailleurs, la structure des 3 pour cent du génome qui contient les duplications récentes - vraisemblablement les régions dans lesquelles beaucoup de gènes « sont défrayés » - a été déterminée par l'assembleur d'Atlas. Ces la correspondance de statistiques ou dépassent d'autres séquences de génome de projet. De Façon Générale, l'élan combiné tire profit des forces des méthodes de GT et de BAC.

Une photo à haute résolution de la tension de Brown Norvège du rat de laboratoire est disponible à : www.genome.gov/10005141.