Approches de calcul au rôle des repères épigénétiques dans la régulation de la transcription

Une alliance plus proche entre les chercheurs de calcul et expérimentaux est nécessaire pour accomplir le progrès vers un des objectifs les plus provocants de la biologie, comprenant comment les repères épigénétiques contribuent à la régulation de l'expression des gènes.

Ceci a apparu d'un atelier récent dispensé par la fondation européenne de la Science (ESF), « des approches de calcul au rôle des repères épigénétiques dans la régulation de la transcription ».

Epigenetics étudie les caractéristiques de l'ADN et chromatine qui sont stablement division cellulaire traversante héritée mais qui soyez au delà de la séquence d'ADN elle-même. Il a été bien établi que les caractéristiques épigénétiques influencent le procédé de transcription par lequel les séquences d'ADN de gènes soient traduites en ARN et produits de protéine qui déterminent la structure et le fonctionnement. Juste comme crucialement, on le croit que l'epigenetics permet également à des modifications à ces configurations d'expression du gène d'être retrouvées, de sorte que les différents organes et tissus puissent apparaître pendant le développement embryonnaire, et maintient leur identité et fonctionnement pour le reste de la vie de l'organisme.

Les changements de l'expression du gène peuvent résulter de la chromatine de modification, qui est la structure comportant des protéines et l'ADN qui est le dépôt pour l'information génétique. On impose des repères qui servent de matrices à la modification de la chromatine, modifiant la capacité des gènes d'être consulté par les machines de transcription d'ADN. Le résultat est que quelques gènes sont supprimés et d'autres sont amortis totalement. Une des questions clé discutées à l'atelier du FSE concerné comment ces modifications « sont retrouvées » pendant la division cellulaire par la réplication des repères épigénétiques, mais comment dans certains cas ceux-ci peuvent être renversés, permettant à une cellule d'être reprogrammé de sorte qu'elle puisse prendre un rôle ou un fonctionnement différent.

La capacité des cellules d'être reprogrammé en faisant retirer les repères épigénétiques est d'intérêt grand et l'importance dans la recherche de cellule souche, a indiqué Erik van Nimwegen d'université de Bâle en Suisse, convenor de l'atelier du FSE. Dans certains cas des cellules peuvent « De-être différenciées » de cette façon, détruisant leur fonctionnement normal et cellules souche étant de nouveau, capable par la suite de la division en différents types de cellules en acquérant de nouveau des contrôles appropriés de l'expression de leurs gènes.

La capacité de détruire ainsi que gagner les repères épigénétiques qui contraignent l'expression de certains gènes sont également importants à l'étude le développement embryonnaire précoce, quand les évolutions rapides dans la structure et le fonctionnement se produisent. Un exposé à l'atelier par Dirk Schübeler de l'institut de Friedrich Miescher à Bâle a décrit comment les ensembles entiers de gènes peuvent avoir leur expression modifiée juste temporairement par le procédé de la méthylation d'ADN, un des mécanismes principaux pour bloquer l'accès à l'ADN fondamental d'un gène.

Mais avec tellement toujours être découvert au sujet de la nature complexe et subtile du règlement de gène par la modification épigénétique, le triomphe le plus grand de l'atelier du FSE s'étendent pas tellement dans les différents exposés, mais les décisions collectives au-dessus de futures priorités de recherches, et les relations déterminées entre les biologistes de calcul et expérimentaux.

« Nous pensons que les discussions parmi des experimentalists et des théoriciens concernant des questions en suspens intéressantes a formé la planification pour la future recherche de tous les participants, » avons dit van Nimwegen. « Plusieurs participants se sont sentis que l'atelier était plutôt seul parce qu'il a rassemblé une grande variété de chercheurs travaillant dans un domaine qui est plutôt neuf. »

Les expériences et l'observation fournissent les caractéristiques au sujet des configurations d'expression du gène, alors que les méthodes de calcul analysent les modifications au fil du temps et aident à recenser les séquences qui ont été en réalité mémorisées, et d'autres qui « ont été oubliées ». Ce phénomène par lequel les cellules rappellent en réalité que ce qui est arrivé à elles et répond par des changements de leur expression est principal au développement des organismes, avec leur structure et fonctionnement pendant leur vie, ainsi qu'hérédité des adaptations aux facteurs environnementaux.