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Los nuevos discernimientos en la transcripción descomponen en factores en células humanas

Los investigadores de la bioinformática de Uc San Diego acaban de moverse más cercano a abrir el misterio de cómo las células humanas cambian de “manera de la proliferación” a la “manera de la especialización.”

Este trabajo de cómputo de la biología de la escuela de Jacobs del departamento de la bioingeniería de la ingeniería podía llevar a las nuevas ideas para contener la proliferación de célula indeseada - incluyendo algunos cánceres. Esta investigación, publicada en genética de la naturaleza, podría también perfeccionar nuestra comprensión de cómo los órganos y otros tejidos complejos se convierten.

Los bioengineers de Uc San Diego son parte de un consorcio global Japón-basado de la investigación, el proyecto de la red del genoma, que generó una de las primeras miradas cierre-a-completas en una red entera de la célula humana de las proteínas llamadas los “factores de la transcripción.” Cada célula humana contiene aproximadamente 2.000 factores de la transcripción, que son las proteínas que atan a las situaciones específicas en la DNA de la célula. Limitado una vez a la DNA, los factores de la transcripción trabajan a animan o previenen la “transcripción” - el proceso por el cual el ARN de mensajero es generado de la DNA. Estos cabos del ARN de mensajero entonces viajan a los fábricas celulares llamados los ribosomas que agitan fuera las proteínas basadas en los pliegos de condiciones del mRNA.

La “transcripción es una de las acciones más importantes de la célula… que determina morfología de la célula y función de la célula,” dijo Timothy Ravasi, científico de la investigación de Uc San Diego del departamento de la bioingeniería y autor en el nuevo papel de la genética de la naturaleza.

Los investigadores han entendido de largo que la mayoría de los factores de la transcripción en células humanas no trabajan solamente, pero estudiar la red entera de los factores de la transcripción dentro de una célula ha sido difícil hasta ahora. En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron una serie de aproximaciones de cómputo e integrantes de la biología para observar cómo la actividad de la red de los factores de la transcripción en una variedad de células de la leucemia mieloide cambia en un cierto plazo.

La “leucemia” refiere a una variedad de patologías que implican la proliferación incontrolada de los glóbulos blancos. La comprensión del papel de la red transcriptiva durante la diferenciación en células de la leucemia podría ofrecer una ojeada en la causa de la leucemia, u ofrezca las aproximaciones posibles para tratar leucemia, según Ravasi.

Durante la fase del laboratorio del proyecto, los investigadores introdujeron una composición que paró la proliferación de célula en la variedad de células de la leucemia mieloide. Después, cerco tanta información como sea posible con respecto a la actividad de la red del factor de la transcripción durante los procesos de la diferenciación y de la maduración en las células inmunes conocidas como monocitos y macrófagos. El trabajo de cómputo realizado en Uc San Diego después de todo que los datos del laboratorio habían cerco permitió que los investigadores determinaran redes secundarios específicos de los factores de la transcripción que fueron activados en los puntos determinados del tiempo.

Biología integrante

Desafiaron a los investigadores del UCSD a integrar conjuntos de datos diversos pero relacionados para tomar el pelo fuera señales reales del ruido. Esto se conoce como “biología integrante.”

“Tomamos lotes de mediciones de la misma cosa… que las integramos juntas,” que lleva a una confianza más alta en resultados experimentales, Ravasi explicamos. Que mide de mensajero el ARN y de la proteína niveles, es un ejemplo. La detección de ambas señales ofrece dos puntos de referencias independientes que indican la presencia de la misma proteína.

El “conseguir ser el primer para analizar y para tener sentido de este conjunto de datos grande y fascinador era una oportunidad enorme,” dijo a Ravasi. Las personas de la bioinformática de Uc San Diego que trabajaban en este proyecto incluyeron Ravasi y dos investigadores postdoctorales del laboratorio de la bioingeniería de Trey Ideker, Ariel Schwartz, ahora en la genómica sintetizada, y Kai Tan, ahora profesor adjunto de remedio interno y de la ingeniería biomédica en la universidad de Iowa.

Vigilando la actividad de la red transcriptiva una hora después del inicio de la diferenciación, los investigadores determinaron un gen que aparece desempeñar un papel importante en la diferenciación de célula en los glóbulos blancos. “Es una posibilidad muy remota, pero si usted encontró una composición que inhibe este gen, usted podría hacer que las células comienzan a distinguir hacia una línea normal del monoblast bastante que la proliferación de célula desenfrenada,” dijo a Ravasi.

Resistente y redundante

De acuerdo con la nueva investigación, aparece que la red de los factores de la transcripción de la variedad de células humana de la leucemia mieloide es Ravasi redundante y resistente, explicado.

Los investigadores girados-lejos o “golpearon hacia abajo” 52 factores de la transcripción, uno a la vez, para estudiar su papel individual dentro de la red. La mayor parte de las únicas precipitaciones no dieron lugar a cambios a la diferenciación de célula o a la forma de la célula.

“La red transcriptiva para este tipo de la célula aparece muy redundante que probablemente haga la red resistente a las mutaciones o los agentes ambientales que podrían interferir con la función del factor de la transcripción,” dijo a Ravasi. “Mi conjetura es que encontraremos redundancia similar en las redes de la transcripción de otras variedades de células, y en las redes de la transcripción que regulan otros aspectos de la célula funcionan, pero no podemos decir que de estos datos.”