La Scoperta in lievito apre la porta alla nuova fonte di informazione su danno, sulla riparazione e sul cancro del DNA

La scoperta in celle di lievito di una rete genetica che si difende da danno letale del DNA è un primo punto nella creazione di un database delle combinazioni malattia-causanti di geni umani mutati, secondo i ricercatori Alla Scuola di Medicina di Johns Hopkins University piombo da Jef. D. Boeke, Ph.D.

In un rapporto nell'emissione del 10 marzo della Cella, il gruppo di Hopkins ha descritto una rete genetica che è necessaria per l'assicurazione della stabilità genomica in lievito. Questo studio egualmente ha identificato i geni precedentemente non riconosciuti critici per il mantenimento delle funzioni di integrità e del romanzo del DNA per i geni ben noti.

“Molte malattie umane sono causate dalle mutazioni genetiche multiple che sono difficili da identificare,„ hanno detto Boeke, che è il professor di biologia molecolare e della genetica e Direttore di Alto Centro di Biologia di Capacità Di Lavorazione alla Scuola di Medicina di Hopkins.

La cella di lievito è un modello eccellente per questo genere di studio perché 25 per cento dei geni umani di malattia egualmente sono trovati in lievito, secondo Boeke. Di Conseguenza, la scoperta di questa rete dei geni potrebbe contribuire ad identificare le mutazioni di cui hanno combinato le malattie umane di causa deleteria di effetti, compreso cancro e il neurodegeneration come pure l'invecchiamento.

“Le interazioni che abbiamo scoperto in lievito potrebbero anche aiutare i ricercatori selezionano le versioni umane di questi geni adatti come obiettivi per lo sviluppo di nuovo, di più hanno mirato a e terapie meno tossiche del cancro,„ Boeke ha detto.

Lo scopo dello studio di Hopkins era di identificare le paia dei geni che, mentre differenti, svolgono i ruoli ridondanti nel governare l'integrità genomica in celle di lievito, rimpiazzantesi quando uno dei geni è mutato o cancellato. Tali ridondanze assicurano che ogni compito nella rete delle reazioni biochimiche che governano la stabilità del DNA faccia, Boeke hanno notato.

Sulla Base dei dati da questo studi, i ricercatori potevano separare i geni che governano la stabilità del DNA del lievito in 16 moduli, o le mini-vie dei geni, in base a queste interazioni genetiche, che sono chiamate interazioni sintetiche di mortalità o di forma fisica. La mortalità Sintetica è un fenomeno in cui due mutazioni che non sono determinato morte letale delle cellule di causa una volta combinate. Specificamente, il gruppo di Hopkins ha identificato 4.956 interazioni fra 875 geni coinvolgere nella riparazione del DNA, nel Replicazione del dna, nella fermata della progressione del ciclo cellulare e della replica “dai controlli„ in moda da potere subire il DNA nocivo la riparazione e nelle risposte allo sforzo ossidativo necessario per la diminuzione dei livelli intracellulari di molecole altamente reattive che legano a e danneggiano il DNA.

Il lievito ha circa 6.000 geni, di cui circa 1.000 sono essenziali alla sopravvivenza e 5.000 non sono, Boeke ha detto. Specificamente, 1.000 dei 5.000 geni non indispensabili sono abbastanza importanti in modo che il lievito si sviluppi lentamente se qualunque di loro è assente. E c'è ne dei 4.000 altri geni possono essere cancellati dalla cella senza interferire con la crescita delle cellule.

Uno scopo importante del gruppo di Hopkins è di determinare quale dei geni non indispensabili interagiscono a vicenda, ha detto Boeke. Tutte Le tali al paio combinazioni dei 5.000 geni non indispensabili nel genoma di lievito richiederebbero circa 25 milione prove, lui hanno aggiunto. Nello studio corrente, 74 geni sono stati analizzati al paio nella combinazione con i 5.000 geni non indispensabili, un'abilità approssimativamente equivalente alle prove di 370.000 gene-paia.

Il gruppo di Hopkins ha usato una tecnologia conosciuta come dSLAM (a mortalità sintetica basata a diploide del heterozygote analizzata dal microarray) per esaminare gli effetti di 5.000 doppie mutazioni differenti su forma fisica delle cellule in un singolo esperimento. Con questa tecnologia, soltanto 5.000 prove sarebbero richieste di mappare le 25 milione al paio combinazioni, notevolmente acceleranti il lavoro.

La strategia del dSLAM è piuttosto come estrarre le parti di una radio a caso per vedere che cosa accade, Boeke ha detto.

“Con lievito, come con una radio, potreste operazione di ripresa fuori la parte A O la parte B E trovare che la radio ancora funziona; ma se estraete sia le parti che i dadi radiofonici imparereste che A e la B possono compensare l'assenza di ciascuno. Le parti che stiamo estraendo di lievito sono geni e guardiamo per vedere che cosa accade quando entrambi i geni sono estratti.„

La tecnologia del dSLAM approfitta del codice a barre del DNA che identifica che i geni una cella di lievito manca. Ciò è tanto come utilizzare un codice a barre commerciale in una memoria per identificare rapidamente gli elementi alla cassa. Lo scanner in questo caso è un microarray: una griglia di migliaia di punti su un pezzo di vetro che tiene un filo unico “del sensore„ di DNA che abbina uno dei codici a barre. I Commputer poi hanno indicato il microarray per identificare che dei sensori ha trovato i codici a barre di corrispondenza che hanno identificato le celle di lievito specifiche con le mutazioni specifiche. Se due geni che si sono compensati sono tramortiti, i dadi delle cellule di lievito ed il microarray non registra quella cella, Boeke hanno notato. Quello significa i due geni interattivi a vicenda, ha detto.

“Questa strategia per l'individuazione dei geni d'interazione aprirà la porta ad una sorgente straordinario ricca di nuovi dati su danno del DNA, la riparazione e malattie umane,„ Boeke ha aggiunto.

http://www.hopkinsmedicine.org

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