Recherche : Aspects critiques du programme de réglementation du génome humain codé par des éléments de séquence génomique

Puisque les études classiques de Jacob et de Monod au début des années 60, il a été évidente que les séquences de génome contiennent non seulement des modèles pour les gènes et les protéines qu'elles codent, mais également les directives pour un programme de réglementation coordonné qui régit quand, où et dans quelle mesure ces gènes et protéines sont exprimés. L'exécution de cet indicatif de réglementation est ce qui tient compte de la création de la cellule très différente et les tissu-types du même ensemble de directives génétiques ont trouvé au noyau de chaque cellule. Une étude récente publiée dans PNAS (27 juillet 2015) prouve que des aspects critiques de ce programme de réglementation sont codés par les éléments de séquence génomique qui étaient précédemment vraisemblablement la simple « camelote ADN » sans des rôles importants.

L'immense majorité du génome humain (~98% de toute l'information génétique) n'est pas consacrée aux protéines de codage, et à cette séquence de non-codage a été au commencement montrée en tant que « camelote ADN » pour souligner son manque de fonctionnement apparent. Une grande partie de la soi-disant camelote ADN en nos génomes a accumulé au-dessus du temps évolutionnaire dû à l'activité des éléments retrotransposable (RTEs), qui sont capables de déménager (transposition) d'un emplacement à l'autre dans le génome et tirent des copies d'eux-mêmes quand ils font ainsi. Ces éléments ont été considérés en tant que parasites génomiques qui existent en vertu de leur capacité de se reproduire aux nombres élevés dans des génomes sans fournir n'importe quel fonctionnement avantageux pour les hôtes en lesquels ils demeurent. Cependant, les études récentes sur des rtes ont prouvé qu'elles peuvent en fait coder des rôles importants, et beaucoup de leur activité fonctionnelle s'avère être liée à la façon dont des génomes sont réglés. Des rtes ont été liés au fonctionnement de cellule souche, différenciation de tissu, étape progressive de cancer et éventuel au vieillissement et aux pathologies relatives à l'âge.

L'étude par Wang et autres récent publié dans PNAS (27 juillet 2015) fournit un point de vue neuf sur le rôle qui Rte-a dérivé des séquences jouent dans l'exécution précise du programme de réglementation du génome humain. Cette étude a constaté qu'une classe particulière des rtes - les répétitions entremêlées de la taille mammifère (MIRs) - peut servir de points de repère génétiques qui aident à viser les mécanismes de régulation spécifiques à un grand nombre de sites génomiques et à mener de ce fait au règlement coordonné des gènes a repéré tout près ces sites.

Cette découverte a été menée par une équipe des biologistes de calcul, a abouti par le M. King Jordanie, professeur agrégé et directeur du programme de diplômé de bio-informatique à l'Institut de Technologie de la Géorgie, qui a exécuté une analyse de « grandes caractéristiques » des ensembles de données massifs produits par des centaines de scientifiques des douzaines de laboratoires autour du monde fonctionnant en tant qu'élément de la « encyclopédie des éléments d'ADN » ou CODE le projet. Leur analyse de caractéristiques complète et intégrée, conduite par principalement par M. Jianrong Wang d'équipe de M. Jordanie, leur a permise d'indiquer exactement l'emplacement des milliers de différents éléments de MIR dans le génome humain qui semblent fonctionner comme soi-disant « éléments limite » en cellules de lymphocyte T du système immunitaire.

Les éléments limite sont des séquences de réglementation épigénétiques qui séparent des régions transcriptionally actives du génome humain des régions transcriptionally silencieuses d'une façon de détail de cellule-type. Ce faisant, ces facteurs de régulation critiques aident à fournir des identités distinctes à différents types de cellules, bien qu'ils tous contiennent les ensembles identiques d'information. Les programmes de réglementation qui sont à la base ces de la cellule et les fonctionnements et les identités de tissu-détail sont basés en grande partie sur l'emballage de génome. Des gènes qui ne devraient pas être exprimés en cellule ou tissu donnée sont situés dans des régions fortement emballées du génome et inaccessible aux facteurs de transcription qui les allumeraient autrement. Ces éléments limite aident à déterminer la géographie de l'emballage de génome en traçant les marges entre les régions silencieuses dans lesquelles des gènes ne sont pas exprimés et les régions actives dans lesquelles ils sont. Dans ce rôle critique, les éléments limite aident à régler le calage et l'ampleur de l'expression du gène en travers du génome entier. Comme résultat, les défectuosités dans l'organisme du génome par des éléments limite sont hautement appropriées pour des procédés physiologiques et pathologiques.

« Nos collègues à l'Institut de Technologie de la Géorgie pouvaient établir sur notre découverte tôt qui une autre classe de rétrotransposon, l'élément SINEB2, peut fournir le fonctionnement limite au lieu d'hormone de croissance de souris, » ont dit M. Victoria Lunyak, Président des technologies de cellules d'Aelan dont l'équipe de recherche a collaboré avec le laboratoire de la Jordanie sur ce projet.

« Nous fait au hasard avons sélectionné une main complètement des séquences de MIR prévues pour servir d'éléments limite par le laboratoire de la Jordanie et avons expérimental validé leur activité dans des lignées cellulaires de souris et, avec l'aide de nos collaborateurs espagnols, dans des poissons de zèbre lors de développement embryonnaire, » M. Lunyak a dit. « Ce contrôle a indiqué que les séquences de MIR peuvent servir de signes de ponctuation dans notre génome qui permettent à des cellules correctement d'afficher et comprendre le message transmis par les séquences génomique. »

« Une chose qui frappe en particulier est le fait que ces signes de ponctuation, comme Victoria les appelle, jouent un rôle qui est économisée profondément évolutionnaire, » a dit M. Jordanie. « Les mêmes séquences exactes de MIR pouvaient fonctionner comme limites dans les lymphocytes humains de CD4+, dans des modèles de cellules de souris et dans Zebrafish. »

« C'est une découverte importante parce que la compréhension de la façon dont les rtes ponctuent des messages codés dans le génome humain peut aider des chercheurs à développer des demandes de règlement pour une grande variété de maladies humaines, y compris le vieillissement, » M. ajouté Lunyak

Le vieillissement est caractérisé par un certain nombre de changements globaux de l'organisme et du fonctionnement de génome, et les défectuosités vieillissement-associées dans la façon dont notre génome est empaqueté peuvent avoir des conséquences pathologiques sévères. En particulier, les défectuosités relatives à l'âge dans l'emballage génomique peuvent grand augmenter la susceptibilité du génome aux dégâts. Basé sur les découvertes publiées en leur papier de PNAS, le laboratoire de la Jordanie au tech de la Géorgie et le Lunyak team aux technologies de cellules d'Aelan et leurs biotechnologies de Nuclea d'associé travaillent maintenant vers le développement des stratégies diagnostiques et thérapeutiques nouvelles qui visent les rôles critiques des régulateurs épigénétiques, tels que les rétrotransposons humains, dans des programmes de réglementation spécifiques de combinaison de cellule-type.

Source:

Aelan Cell Technologies