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Come il materiale genetico del ratto impila su contro quelli dei mouse e degli esseri umani

Internazionale gruppo di ricerca, di supporto dagli Istituti della Sanità Nazionali (NIH), oggi ha annunciato che ha completato un di alta qualità, disegni la sequenza del genoma del ratto del laboratorio ed ha usato quei dati per esplorare come il materiale genetico del ratto impila su contro quelli dei mouse e degli esseri umani.

In un articolo pubblicato nell'emissione del 1° aprile della Natura del giornale, il Consorzio del Progetto di Sequenziamento del Genoma del Ratto descrive i sui sforzi per produrre ed analizzare una sequenza della cambiale dello sforzo Marrone della Norvegia del ratto del laboratorio (norvegicus del Rattus). Il progetto, piombo dal Centro Umano di Sequenziamento del Genoma all'Istituto Universitario di Baylor di Medicina a Houston, soprattutto è stato costituito un fondo per dal Cuore Nazionale, Polmone ed Istituto di Sangue (NHLBI), $58,5 milioni e l'Istituto Di Ricerca Nazionale del Genoma Umano (NHGRI), $60 milioni.

“Questo è un investimento che è destinato per rendere i profitti importanti nella lotta contro la malattia umana,„ ha detto Direttore Elias A. Zerhouni, M.D. di NIH “Per quasi 200 anni, il ratto del laboratorio ha svolto un ruolo apprezzato negli sforzi per capire la biologia umana e per sviluppare le nuove e migliori droghe. Ora, armato con questi dati d'ordinamento, una nuova generazione di ricercatori potrà notevolmente migliorare l'utilità dei modelli del ratto e quindi migliorare le sanità.„

Le Aree in cui il ratto modella già hanno contribuito ad avanzare la ricerca medica includono: malattie cardiovascolari (ipertensione); disordini psichiatrici (studi su intervento e su dipendenza comportamentistici); rigenerazione neurale; diabete; chirurgia; trapianto; disordini autoimmuni (artrite reumatoide); cancro; guarigione dell'osso e della ferita; e cinetosi dello spazio. Nello sviluppo della droga, il ratto è impiegato ordinariamente per dimostrare l'efficacia terapeutica e per valutare la tossicità dei composti della droga prima dei test clinici umani. La sequenza del genoma faciliterà tutti questi studi come pure aiuta i ricercatori meglio a segnare le aree con esattezza cruciali della differenza biologica fra i ratti e gli esseri umani.

“Questa è un'era delle opportunità biomediche straordinarie nella ricerca genomica. Come conseguenza di questo significativo risultato, il modello del ratto è sospeso essere alla prima linea della scoperta, fornendo comprensione nelle sanità e nei nuovi trattamenti per le malattie umane,„ ha detto il Direttore Provvisorio Barbara Alving, M.D. di NHLBI.

La cambiale di sequenza del ratto, che riguarda più di 90 per cento del genoma, rappresenta il terzo genoma mammifero da ordinare ad alta qualità e descritto in una pubblicazione scientifica importante. Una cambiale della sequenza del genoma umano è stata pubblicata nel febbraio 2001 e la sequenza umana completata è stata annunciata nell'aprile 2003. Una cambiale della sequenza del genoma del mouse è stata pubblicata nel dicembre 2002. La disponibilità di una terza sequenza mammifera del genoma dà a scienziati la capacità di triangolare i dati per migliorare i dettagli di risoluzione di biologia umana come pure ad evoluzione mammifera.

“L'ordinamento del genoma del ratto costituisce un'altra pietra miliare principale nel nostro sforzo per ampliare la nostra conoscenza del genoma umano,„ ha detto Direttore Francis S. Collins, M.D., Ph.D. di NHGRI “Mentre costruiamo sopra la base gettata dal Progetto Genoma Umano, è stato evidente che paragonare il genoma umano a quelli di altri organismi è lo strumento più potente disponibile capire le componenti genomiche complesse in questione nelle sanità e nella malattia.„

Oltre all'Istituto Universitario di Baylor di Medicina, il Progetto di Sequenziamento del Genoma del Ratto include: Gruppo di Genomica di Celera del Applera Corp., Rockville, Md.; Genome Therapeutics Corp., Waltham, Massachusetts; il Centro di Scienze del Genoma, Agenzia del Cancro di British Columbia, Vancouver, British Columbia; L'Istituto per Ricerca Genomica, Rockville, Md.; L'Università di Utah, Salt Lake City; Istituto Universitario Medico di Wisconsin, Milwaukee; L'Ospedale Pediatrico dell'Istituto Di Ricerca Di Oakland, Oakland, California; ed il Centro Massimo di Delbrück per Medicina Molecolare, Berlino. Oltre al finanziamento di NIH, il finanziamento privato supplementare è stato fornito a Baylor dalle Fondamenta di Kleberg.

Dopo Che la sequenza del genoma del ratto è stata montata a Baylor, un gruppo internazionale, formato da più di 20 gruppi in sei paesi, ha condotto un'analisi a tre corsie che paragona i dati di sequenza del ratto ai simili dati dal mouse e dall'essere umano. Oltre al documento in Natura, il gruppo è pubblicare 30 documenti supplementari nell'emissione di Aprile della Ricerca del Genoma del giornale, che descrivono le analisi più nei particolari.

“I lavori futuri Hanno puntato su identificare le differenze genomiche che contribuiscono all'evoluzione dei tratti fisici possono trarre giovamento dalle analisi come questi, che diventeranno più potenti come il repertorio delle sequenze mammifere del genoma si espande,„ hanno detto Richard Gibbs, il Ph.D., Direttore dell'Istituto Universitario di Baylor del Centro del Sequenziamento del Genoma della Medicina e del ricercatore principale del Progetto di Sequenziamento del Genoma del Ratto.

In loro documento della Natura, i ricercatori hanno riferito che, a circa 2,75 miliardo coppie di basi, il genoma del ratto è più piccolo del genoma umano, che è 2,9 miliardo coppie di basi e leggermente più grande del genoma del mouse, che è 2,6 miliardo coppie di basi. Tuttavia, egualmente hanno trovato che il genoma del ratto contiene il numero circa lo stesso dei geni come i genoma del mouse e dell'essere umano. Ancora, quasi tutti i geni umani conosciuti per essere associato con le malattie hanno controparti nel genoma del ratto e per sembrare altamente conservati con evoluzione mammifera, confermante che il ratto sia un modello eccellente per molti campi di ricerca medica.

Il Confronto tra il genoma del ratto e quelli dell'essere umano e del mouse egualmente apre una nuova e finestra unica in evoluzione mammifera. Lo stirpe del roditore, che ha provocato il ratto ed il mouse e lo stirpe del primate, che ha provocato gli esseri umani, hanno diverso circa 80 milione anni fa. Gli Esseri Umani hanno 23 paia dei cromosomi, mentre i ratti hanno 21 ed i mouse hanno 20. Tuttavia, la nuova analisi ha trovato i cromosomi da tutti e tre gli organismi da riferire l'un l'altro da circa 280 grandi regioni di similarità di sequenza - “blocchi syntenic„ chiamati - distribuite nei reticoli varianti attraverso i cromosomi degli organismi.

I dati di sequenza egualmente confermano che lo stirpe del roditore ha diviso 12 - 24 milione anni fa in righe separate che hanno provocato il ratto ed al mouse. I Ricercatori stimano che circa 50 riorganizzazioni cromosomiche si siano presentate in ciascuna delle righe del roditore dopo divergenza dal loro antenato comune. Il numero delle riorganizzazioni cromosomiche come pure altri tipi di genoma cambia, sono stati trovati per essere molto più bassi nello stirpe del primate, indicanti che il cambiamento evolutivo si è presentato ad una tariffa più veloce in roditori che in primati.

La nuova analisi egualmente sottolinea il fatto che mentre i ratti ed i mouse guardano molto simili all'occhio umano, ci sono differenze genomiche significative fra i due tipi di roditori. Per esempio, alcuni aspetti di evoluzione genomica nel ratto sembrano essere accelerati una volta confrontati al mouse. Secondo la nuova analisi, dovuto l'espansione insolitamente rapida delle famiglie selezionate del gene, ratti possieda alcuni geni non trovati nel mouse, compreso i geni in questione nell'immunità, la produzione dei feromoni (prodotti chimici in questione nell'attrazione sessuale), la ripartizione delle proteine e la rilevazione e la disintossicazione dei prodotti chimici.

Per raggiungere il suo scopo della produzione della sequenza di alta qualità della cambiale, il Progetto di Sequenziamento del Genoma del Ratto ha sviluppato un nuovo, approccio “combinato„ che ha usato sia l'intero fucile da caccia del genoma (WGS) che il clone artificiale batterico (BAC) del cromosoma che ordinano le tecniche. Per fondere questi nella sequenza della versione finale, il gruppo di Baylor ha sviluppato il pacchetto di programmi dell'Atlante per l'assembly del genoma. La sequenza risultante del genoma è stata contenuta in 291 grande segmento, con una lunghezza tipica di 19 milione basi. Inoltre, la struttura dei 3 per cento del genoma che contiene le duplicazioni recenti - probabilmente le regioni in cui molti geni “sono sopportati„ - è stata determinata dall'assemblatore dell'Atlante. Queste statistiche abbinano o superano altre sequenze del genoma della cambiale. In Generale, l'approccio combinato approfitta delle concentrazioni sia dei metodi di BAC che del GRUPPO DI LAVORO.

Una foto ad alta definizione dello sforzo Marrone della Norvegia del ratto del laboratorio è disponibile a: www.genome.gov/10005141.