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Nuove visioni dei fattori di trascrizione in cellule umane

I ricercatori di bioinformatica da Uc San Diego si sono mossi appena più vicino ad aprire il mistero di come le cellule umane passano “dal modo di proliferazione„ “al modo di specializzazione.„

Questo lavoro di calcolo di biologia dal banco di Jacobs dell'instituto della bioingegneria dell'assistenza tecnica ha potuto piombo alle nuove idee per la limitazione della proliferazione indesiderata delle cellule - compreso alcuni cancri. Questa ricerca, pubblicata nella genetica della natura, potrebbe anche migliorare la nostra comprensione di come gli organi ed altri tessuti complessi si sviluppano.

I bioengineers di Uc San Diego fa parte ad un di un consorzio globale basato a Giappone della ricerca, il progetto della rete del genoma, che ha generato uno dei primi sguardi fine--completi all'intera rete di una cellula umana delle proteine chiamate “fattori di trascrizione.„ Ogni cellula umana contiene circa 2.000 fattori di trascrizione, che sono proteine che legano alle posizioni specifiche sul DNA delle cellule. Limitato una volta a DNA, i fattori di trascrizione funzionano a incoraggiano o impediscono “la trascrizione„ - il trattamento tramite cui il RNA messaggero è generato da DNA. Questi fili del RNA messaggero poi viaggiano alle fabbriche cellulari chiamate ribosomi che sbattono fuori le proteine basate sulle specifiche del mRNA.

“La trascrizione è uno degli eventi più importanti nella cella… che determina la morfologia delle cellule e funzione delle cellule,„ ha detto Timothy Ravasi, un ricercatore di Uc San Diego dall'instituto della bioingegneria ed autore sul nuovo documento della genetica della natura.

I ricercatori lungamente hanno capito che la maggior parte dei fattori di trascrizione in cellule umane non funzionassero da solo, ma studiare l'intera rete dei fattori di trascrizione all'interno di una cella è stato difficile finora. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno usato una serie di approcci di calcolo ed integranti di biologia per esaminare come l'attività della rete dei fattori di trascrizione in una linea cellulare di leucemia mieloide cambia col passare del tempo.

“La leucemia„ si riferisce a varie patologie che comprendono la proliferazione incontrollata dei globuli bianchi. La comprensione del ruolo della rete trascrizionale durante la differenziazione in celle di leucemia potrebbe offrire un'occhiata nella causa della leucemia, o offra gli approcci possibili per il trattamento della leucemia, secondo Ravasi.

Durante la fase del laboratorio del progetto, i ricercatori hanno presentato un composto che ha fermato la proliferazione delle cellule nella linea cellulare di leucemia mieloide. Dopo, hanno raccolto tante informazioni come possibile per quanto riguarda l'attività della rete di fattore di trascrizione durante i trattamenti di differenziazione e di maturazione nelle celle immuni conosciute come i monociti ed i macrofagi. Il lavoro di calcolo realizzato a Uc San Diego dopo tutto i dati del laboratorio erano stati raccolti ha permesso che i ricercatori identificassero le sottoreti specifiche dei fattori di trascrizione che sono stati attivati ai punti particolari di tempo.

Biologia integrante

I ricercatori del UCSD sono stati sfidati ad integrare gli insiemi di dati differenti ma relativi per prendere in giro fuori i segnali reali da disturbo. Ciò è conosciuta come “biologia integrante.„

“Catturiamo i lotti delle misure della stessa cosa… che le integriamo insieme,„ che piombo ad più alta fiducia nei risultati sperimentali, Ravasi abbiamo spiegato. La misurazione sia del RNA messaggero che livelli della proteina, è un esempio. La rilevazione di entrambi i segnali fornisce due punti di informazioni indipendenti che indicano la presenza della stessa proteina.

“Ottenere di essere il primo per analizzare ed avere significato di questo grande ed insieme di dati affascinante era un'opportunità enorme,„ ha detto Ravasi. Il gruppo di bioinformatica di Uc San Diego che lavora a questo Ravasi incluso progetto e due ricercatori post-dottorato dal laboratorio di bioingegneria di Trey Ideker, Ariel Schwartz, ora alla genomica sintetica e Kai Tan, ora un assistente universitario di medicina interna e di assistenza tecnica biomedica all'università di Iowa.

Riflettendo l'attività della rete trascrizionale un'ora dopo l'inizio di differenziazione, i ricercatori hanno identificato un gene che sembra svolgere un ruolo importante nella differenziazione delle cellule in globuli bianchi. “È una possibilità remota, ma se trovaste un composto che inibisce questo gene, potreste incitare le celle a cominciare a differenziarti verso una riga normale del monoblast piuttosto della proliferazione incontrollata delle cellule,„ ha detto Ravasi.

Resiliente e ridondante

Sulla base di nuova ricerca, sembra che la rete dei fattori di trascrizione dalla linea cellulare umana di leucemia mieloide sia Ravasi ridondante e resiliente, spiegato.

I ricercatori girati-fuori o “hanno abbattuto„ 52 fattori di trascrizione, uno alla volta, per studiare il loro ruolo determinato all'interno della rete. La maggior parte di singoli colpi non hanno provocato i cambiamenti a differenziazione delle cellule o a forma delle cellule.

“La rete trascrizionale per questo tipo delle cellule sembra abbastanza ridondante che probabilmente rende la rete resiliente alle mutazioni o agenti ambientali che potrebbero interferire con la funzione di fattore di trascrizione,„ ha detto Ravasi. “La mia congettura è che troveremo la simile ridondanza nelle reti della trascrizione di altre linee cellulari e nelle reti della trascrizione che regolamentano altri aspetti della cella funzionano, ma non possiamo dire che da questi dati.„