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Como o modelo genético do rato empilha acima contra aqueles dos ratos e dos seres humanos

Internacional equipa de investigação, apoiado pelos Institutos de Saúde Nacionais (NIH), anunciou hoje que terminou um de alta qualidade, esboça a seqüência do genoma do rato do laboratório, e usou esses dados para explorar como o modelo genético do rato empilha acima contra aqueles dos ratos e dos seres humanos.

Em um papel publicado na introdução do 1º de abril da Natureza do jornal, o Genoma do Rato que Arranja Em Seqüência o Consórcio do Projecto descreve seus esforços para produzir e analisar uma seqüência do esboço da tensão de Brown Noruega do rato do laboratório (norvegicus do Rattus). O projecto, conduzido pelo Genoma Humano que Arranja Em Seqüência o Centro na Faculdade de Baylor da Medicina em Houston, foi financiado primeiramente de Cor Nacional, Pulmão e Instituto do Sangue (NHLBI), $58,5 milhões, e o Instituto de Investigação Nacional do Genoma Humano (NHGRI), $60 milhões.

“Este é um investimento que seja destinado para render recompensas principais na luta contra a doença humana,” disse o Director Elias A. Zerhouni de NIH, M.D. “Por quase 200 anos, o rato do laboratório jogou um papel valioso nos esforços para compreender a biologia humana e para desenvolver drogas novas e melhores. Agora, armado com estes dados arranjando em seqüência, uma nova geração de pesquisadores poderá melhorar extremamente o serviço público de modelos do rato e melhorar desse modo a saúde humana.”

As Áreas em que o rato modela têm ajudado já a avançar a investigação médica incluem: doenças cardiovasculares (hipertensão); desordens psiquiátricas (estudos da intervenção e do apego comportáveis); regeneração neural; diabetes; cirurgia; transplantação; desordens auto-imunes (artrite reumatóide); cancro; cura da ferida e do osso; e enjoo do espaço. Na revelação da droga, o rato é empregado rotineiramente para demonstrar a eficácia terapêutica e para avaliar a toxicidade de compostos da droga antes dos ensaios clínicos humanos. A seqüência do genoma facilitará todos estes estudos, assim como ajuda pesquisadores melhor a localizar as áreas cruciais da diferença biológica entre ratos e seres humanos.

“Esta é uma era de oportunidades biomedicáveis extraordinárias na pesquisa genomic. Em conseqüência de este significativo realização, o modelo do rato poised para estar no pelotão da frente da descoberta, fornecendo a introspecção na saúde humana e tratamentos novos para doenças humanas,” disse Director Activo Barbara Alving de NHLBI, M.D.

O esboço da seqüência do rato, que cobre mais de 90 por cento do genoma, representa o terceiro genoma mamífero a ser arranjado em seqüência a de alta qualidade e descrito em uma publicação científica principal. Um esboço da seqüência do genoma humano foi publicado em fevereiro de 2001, e a seqüência humana terminada foi anunciada em abril de 2003. Um esboço da seqüência do genoma do rato foi publicado em dezembro de 2002. A disponibilidade de uma terceira seqüência mamífera do genoma dá a cientistas a capacidade para triangulate dados para melhorar detalhes da resolução de biologia humana, assim como a evolução mamífera.

“Arranjar em seqüência do genoma do rato constitui um outro marco miliário principal em nosso esforço para expandir nosso conhecimento do genoma humano,” disse o Director Francis S. Collins de NHGRI, M.D., Ph.D. “Como nós construímos em cima da fundação colocada pelo Projecto de Genoma Humano, ele é tornado claro que comparar o genoma humano com as aquelas de outros organismos é a ferramenta a mais poderosa disponível para compreender os componentes genomic complexos envolvidos na saúde humana e na doença.”

Além do que a Faculdade de Baylor da Medicina, o Genoma do Rato que Arranja Em Seqüência o Projecto inclui: Grupo da Genómica de Celera do Applera Corp., Rockville, DM.; Genoma Terapêutica Corp., Waltham, Massa.; o Centro das Ciências do Genoma, Agência do Cancro do Columbia Britânica, Vancôver, Columbia Britânica; O Instituto para a Pesquisa Genomic, Rockville, DM.; A Universidade de Utah, Salt Lake City; Faculdade Médica de Wisconsin, Milwaukee; O Hospital de Crianças do Instituto de Investigação de Oakland, Oakland, Califórnia; e o Centro Máximo de Delbrück para a Medicina Molecular, Berlim. Além do que o financiamento de NIH, o financiamento privado adicional foi fornecido a Baylor pela Fundação de Kleberg.

Depois Que a seqüência do genoma do rato foi montada em Baylor, uma equipe internacional, compreendida de mais de 20 grupos em seis países, conduziu uma análise tripartido que compara os dados da seqüência do rato com os dados similares do rato e do ser humano. Além do que o papel na Natureza, a equipe é publicar os 30 papéis adicionais na introdução de Abril da Pesquisa do Genoma do jornal, que descrevem as análises em maiores detalhes.

“O trabalho Futuro visou identificar as diferenças genomic que contribuem à evolução de traços físicos podem tirar proveito das análises tais como estes, que se tornarão mais poderosos como o repertório de seqüências mamíferas do genoma expande,” disseram Richard Gibbs, Ph.D., director da Faculdade de Baylor do Genoma da Medicina que Arranja Em Seqüência o investigador Center e principal do Genoma do Rato que Arranja Em Seqüência o Projecto.

Em seu papel da Natureza, os pesquisadores relataram que, em aproximadamente 2,75 bilhão pares baixos, o genoma do rato é menor do que o genoma humano, que é 2,9 bilhão pares baixos, e ligeira maior do que o genoma do rato, que é 2,6 bilhão pares baixos. Contudo, igualmente encontraram que o genoma do rato contem o número mais ou menos idêntico de genes como os genomas do ser humano e do rato. Além Disso, quase todos os genes humanos conhecidos para ser associado com as doenças têm contrapartes no genoma do rato e para parecer conservados altamente com a evolução mamífera, confirmando que o rato é um modelo excelente para muitas áreas de investigação médica.

A Comparação do genoma do rato àqueles do ser humano e do rato igualmente abre um indicador novo e original na evolução mamífera. A linhagem do roedor, que causou o rato e o rato, e a linhagem do primata, que causou seres humanos, divergiram aproximadamente 80 milhão anos há. Os Seres Humanos têm 23 pares de cromossomas, quando os ratos tiverem 21 e os ratos têm 20. Contudo, a análise nova encontrou cromossomas de todos os três organismos a ser relacionados entre si por aproximadamente 280 grandes regiões de similaridade da seqüência - “blocos syntenic chamados” - distribuídas em testes padrões de variação através dos cromossomas dos organismos.

Os dados da seqüência igualmente confirmam que a separação da linhagem do roedor 12 a 24 milhão anos há nas linhas separadas que causaram o rato e ao rato. Os Pesquisadores calculam que aproximadamente 50 rearranjos cromossomáticos ocorreram em cada um das linhas do roedor após a divergência de seu antepassado comum. O número de rearranjos cromossomáticos, assim como outros tipos de genoma mudam, foram encontrados para ser muito mais baixos na linhagem do primata, indicando que a mudança evolucionária ocorreu a um ritmo mais rápido nos roedores do que nos primatas.

Da análise os relevos novos igualmente o facto de que quando os ratos e os ratos olharem muito similares ao olho humano, há umas diferenças genomic significativas entre os dois tipos de roedores. Por exemplo, alguns aspectos da evolução genomic no rato parecem ser acelerados quando comparados ao rato. De acordo com a análise nova, devido à expansão raramente rápida de famílias selecionadas do gene, ratos possua alguns genes não encontrados no rato, incluindo os genes envolvidos na imunidade, a produção de feromônios (produtos químicos envolvidos na atracção sexual), a divisão das proteínas e a detecção e a desintoxicação dos produtos químicos.

Para conseguir seu objetivo de produzir uma seqüência de alta qualidade do esboço, o Genoma do Rato que Arranja Em Seqüência o Projecto desenvolveu um novo, a aproximação “combinada” que usou a espingarda inteira do genoma (WGS) e o clone artificial bacteriano (BAC) do cromossoma que arranjam em seqüência técnicas. Para fundir estes na seqüência da versão final, o grupo de Baylor desenvolveu o pacote de software do Atlas para o conjunto do genoma. A seqüência resultante do genoma foi contida em 291 grandes segmentos, com um comprimento típico de 19 milhão bases. Além Disso, a estrutura dos 3 por cento do genoma que contem duplicações recentes - provavelmente as regiões em que muitos genes “são carregados” - foi determinada pelo assembler do Atlas. Estas estatísticas combinam ou excedem outras seqüências do genoma do esboço. Total, a aproximação combinada aproveita-se de forças dos métodos do WGS e do CCB.

Uma foto de alta resolução da tensão de Brown Noruega do rato do laboratório está disponível em: www.genome.gov/10005141.