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Les aperçus neufs de la transcription factorise en cellules humaines

Les chercheurs de bio-informatique d'Uc San Diego se sont juste rapprochés débloquer le mystère de la façon dont les cellules humaines commutent du « mode de prolifération » au « mode de spécialisation. »

Ce travail de bio-informatique de l'école de Jacobs du service de la bio-ingénierie du bureau d'études a pu mener aux idées neuves pour limiter la prolifération cellulaire non désirée - comprenant quelques cancers. Cette recherche, publiée en génétique de nature, pourrait également améliorer notre compréhension de la façon dont les organes et d'autres tissus complexes se développent.

Les bioengineers d'Uc San Diego font partie d'un consortium global basé sur le Japon de recherches, le projet de réseau de génome, qui a produit d'un des premiers regards fin-à-complets au réseau entier d'une cellule humaine facteurs appelés de transcription de protéines des « . » Chaque cellule humaine contient approximativement 2.000 facteurs de transcription, qui sont des protéines qui grippent à l'emplacement spécifique sur l'ADN des cellules. Une fois lié à l'ADN, les facteurs de transcription fonctionnent à encouragent ou évitent la « transcription » - le procédé par lequel l'ARN messager est produit de l'ADN. Ces boucles d'ARN messager se déplacent alors aux ribosomes appelés d'usines cellulaires qui battent à l'extérieur des protéines basées sur les caractéristiques de l'ARNm.

La « transcription est l'un des événements les plus importants dans la cellule… qu'il détermine la morphologie de cellules et fonctionnement de cellules, » a dit Timothy Ravasi, un scientifique de recherches d'Uc San Diego du service de bio-ingénierie et auteur sur le papier neuf de génétique de nature.

Les chercheurs ont longtemps compris que la plupart des facteurs de transcription en cellules humaines seul ne fonctionnent pas, mais l'étude du réseau entier des facteurs de transcription dans une cellule a été difficile jusqu'ici. Dans l'étude neuve, les chercheurs avaient l'habitude une suite d'approches de calcul et intégratrices de biologie afin de regarder comment l'activité du réseau des facteurs de transcription dans une lignée cellulaire de leucémie myéloïde change au fil du temps.

La « leucémie » se rapporte à un grand choix de pathologies comportant la prolifération excessive des globules blancs. La compréhension du rôle du réseau transcriptionnel pendant la différenciation en cellules de leucémie pourrait offrir un aperçu dans la cause de la leucémie, ou offrez les approches possibles pour traiter la leucémie, selon Ravasi.

Pendant la phase de laboratoire du projet, les chercheurs ont introduit un composé qui a arrêté la prolifération cellulaire dans la lignée cellulaire de leucémie myéloïde. Ensuite, ils ont collecté autant informations comme possible concernant l'activité du réseau de facteur de transcription pendant les procédés de la différenciation et de la maturation dans des cellules immunitaires connues sous le nom de monocytes et macrophages. Le travail de calcul effectué chez Uc San Diego après tout que les caractéristiques de laboratoire avaient été rassemblées a permis aux chercheurs de recenser des sous-réseaux spécifiques des facteurs de transcription qui ont été activés aux remarques particulières de temps.

Biologie intégratrice

Les chercheurs d'UCSD ont été défiés d'intégrer différents mais relatifs ensembles de données afin de taquiner à l'extérieur les signes réels du bruit. Ceci est connu en tant que « biologie intégratrice. »

« Nous prenons un bon nombre de mesures de la même chose… que nous les intégrons ensemble, » qui mène à une confiance plus élevée dans des résultats expérimentaux, Ravasi avons expliqué. La mesure de l'ARN messager et les taux de protéine, est un exemple. Le dépistage des deux signes fournit deux points d'informations indépendants indiquant la présence de la même protéine.

La « obtention pour être la première pour analyser et sembler raisonnable de ce grand et fascinant ensemble de données était une opportunité énorme, » a dit Ravasi. L'équipe de bio-informatique d'Uc San Diego travaillant sur ce projet a inclus Ravasi et deux chercheurs post-doctoraux de laboratoire de bio-ingénierie de Trey Ideker, d'Ariel Schwartz, maintenant à la génomique synthétique, et de Kai TAN, maintenant un professeur adjoint de la médecine interne et du génie biomédical à l'université de l'Iowa.

En surveillant l'activité du réseau transcriptionnel une heure après le début de la différenciation, les chercheurs ont recensé un gène qui semble jouer un rôle majeur dans la différenciation cellulaire en globules blancs. « C'est une possibilité éloignée, mais si vous trouviez un composé qui empêche ce gène, vous pourriez inciter les cellules à commencer à différencier vers une ligne normale de monoblast plutôt que continuent la prolifération cellulaire non réprimée, » a dit Ravasi.

Résilient et redondant

Basé sur la recherche neuve, il s'avère que le réseau des facteurs de transcription de la lignée cellulaire humaine de leucémie myéloïde est Ravasi redondant et résilient, expliqué.

Les chercheurs tournés-hors circuit ou « ont démantelé » 52 facteurs de transcription, un par un, afin d'étudier leur rôle individuel dans le réseau. La plupart des précipitations uniques n'ont pas eu comme conséquence les modifications à la forme de différenciation cellulaire ou de cellules.

« Le réseau transcriptionnel pour ce type de cellules semble tout à fait redondant qui rend vraisemblablement le réseau résilient aux mutations ou les agents environnementaux qui pourraient nuire le fonctionnement de facteur de transcription, » a dit Ravasi. « Mon estimation est que nous trouverons la suppression d'emploi assimilée dans les réseaux de transcription d'autres lignées cellulaires, et dans les réseaux de transcription qui règlent d'autres aspects de cellule fonctionnent, mais nous ne pouvons pas dire que de ces caractéristiques. »