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Le guide germoglianti del lievito fanno le previsioni utili circa la biologia delle persone

Ora costa soltanto alcuni mille euro per ordinare il genoma di un essere umano determinato. Tuttavia, per la maggior parte di noi, conoscere la nostra sequenza del genoma non sarebbe utile. Ciascuno umano ha più di 20 000 geni ed in ciascuno di noi parecchie migliaia di questi geni porti le mutazioni. Non conosciamo che cosa accade quando la maggior parte dei geni umani sono alterati, in modo da significa che non possiamo ancora fare molte previsioni utili circa la nostra salubrità dalla sequenza del nostro genoma. Metta un altro modo, dato che la maggior parte delle malattie che umane comuni non conosciamo la maggior parte dei geni che sono importanti ed in modo da non possiamo predire se una persona svilupperà una malattia dalla loro sequenza del DNA.

Per valutare se è possibile fare le previsioni utili circa la biologia delle persone, i ricercatori di CRG si sono girati verso le specie più semplici e meglio capite - lievito germogliante.  Il lievito germogliante è usato per produrre il pane, la birra ed il vino ed è studiato come “un organismo di modello„ da migliaia di ricercatori.  Ciò significa che i 6000 geni di lievito germogliante sono probabilmente migliore capiti che quelli di tutte le altre specie sul pianeta.

“Il punto chiave è quello in un organismo che di modello possiamo provare quanto buon le nostre previsioni sono. Abbiamo un'idea molto migliore dei geni che sono importanti per ogni trattamento ed in modo da possiamo realmente provare se possiamo fare le previsioni utili circa la biologia delle persone, come se sono influenzate da una droga„, diciamo Ben Lehner, coordinatore dello studio e professore della ricerca di ICREA al CRG.  “In lievito possiamo fare le previsioni e poi possiamo usare tantissimi esperimenti veloci ed economici per provare se queste previsioni sono corrette.  Ciò è molto importante - potere provare sperimentalmente come i metodi di previsione realmente funzionano.„

I ricercatori hanno valutato le previsioni circa i fenotipi di 19 varietà di lievito (saccharomyces cerevisiae). La prima sfida affrontata era di determinare quale circa dei 3000 hanno subito una mutazione i geni in ciascuno determinato realmente sono alterati nella funzione.  Poi, in base a questa variazione, hanno dovuto predire se ciascuno determinato è probabile essere anormale per un fenotipo particolare quale la crescita in una condizione ambientale differente. Nell'ultima parte del progetto, più di 1.600 prove sperimentali sono state effettuate in circostanze varie. I risultati hanno indicato che è possibile rendere le previsioni accurate circa il fenotipo di uno sforzo dello S. cerevisiae.

Secondo i ricercatori, c'è almeno, due condizioni necessarie per un tal progetto: conoscenza molto buona circa i geni che sono importanti per un fenotipo ed esperimenti eseguiti sulle persone nelle condizioni controllate per valutare quanto accurato le previsioni sono. Nel caso dell'essere umano, questo è molto difficile da raggiungere, poichè migliaia di variabili sono implicate (da molecolare ad ambientale) e la maggior parte dei geni che pregiudicano i fenotipi e le malattie particolari restano identificare. Ciò è lo svantaggio principale corrente con medicina personale: non avendo la conoscenza o gli strumenti necessari per verificare tutte variabili in questione.

Al contrario, fare e le previsioni fenotipiche provare in un organismo di modello semplice quale lievito permettono che i ricercatori provino che i modelli alternativi e le metodologie forniscono le migliori previsioni. Effettivamente i ricercatori suggeriscono nell'articolo che i miglioramenti futuri potrebbero essere raggiunti il più bene organizzando “i concorsi di previsione di fenotipo„ che comprendono molti laboratori differenti.

“La maggior parte della cosa importante è di avere conoscenza completa circa i geni che sono importanti per un fenotipo particolare. Non è possibile predire esattamente se conosciamo soltanto un sottoinsieme dei geni che sono importanti„, diciamo il primo autore dell'olandese dello studio Rob Jelier, un ricercatore post-dottorato di Cierva della La di Juan de al CRG.  “Tuttavia, abbiamo trovato che, quando la nostra comprensione della funzione del gene è buona, le previsioni abbastanza accurate possono essere fatte facendo uso di un modello genetico sorprendente semplice. Ciò fornisce una certa speranza per il futuro di medicina personale e preventiva in esseri umani.„

Lo studio sarà pubblicato nella genetica della natura del giornale ed è stato costituito un fondo per dal Ministero di scienza ed innovazione (MMCINN) ed il consiglio della ricerca europeo (ERC).

Estratto originale del documento:

“Una sfida centrale nella genetica è di predire la variazione fenotipica dalle diverse sequenze del genoma. Qui costruiamo e valutiamo le previsioni fenotipiche per 19 sforzi del saccharomyces cerevisiae. Usiamo i metodi basati conservazione per predire l'impatto della variazione di proteina-codifica all'interno dei geni sulla funzione della proteina. Poi alliniamo gli sforzi facendo uso di un punteggio di previsione che misura la somma totale dei cambiamenti d'alterazione negli insiemi differenti dei geni riferiti ad influenza oltre 100 fenotipi in schermi genoma di ampiezza di perdita-de-funzione. Valutiamo le nostre previsioni paragonandole al tasso di accrescimento ed al risparmio di temi osservati di 15 carichi di rottura verificati attraverso 20 termini negli esperimenti quantitativi. La prestazione premonitrice mediana, come misurata dal ROC AUC, era 0,76 e le previsioni erano più accurate quando i geni riferiti per influenzare un tratto altamente sono stati connessi in una rete funzionale del gene.„