Pesquisa: Aspectos Críticos do programa regulador de genoma humano codificado por elementos genomic da seqüência

Desde Que os estudos clássicos de Jacob e de Monod no princípios dos anos 60, ele foram evidentes que as seqüências do genoma contêm não somente modelos para os genes e as proteínas que codificam, mas igualmente as instruções para um programa regulador coordenado que governar quando, onde e a que extensão estes genes e proteínas são expressados. A execução deste código regulador é o que permite a criação da pilha muito diferente e os tecido-tipos do mesmo grupo de instruções genéticas encontraram no núcleo de cada pilha. Um estudo recente publicado em PNAS (27 de julho de 2015) mostra que os aspectos críticos deste programa regulador estão codificados pelos elementos genomic da seqüência que eram previamente provavelmente mero da “ADN sucata” sem funções importantes.

A grande maioria do genoma humano (~98% da informação genética total) não é dedicada às proteínas de codificação, e à esta seqüência da não-codificação foi designada inicialmente como da “o ADN sucata” ao relevo sua falta da função aparente. Muito do ADN assim chamado da sucata em nossos genomas acumulou sobre o tempo evolucionário devido à actividade dos elementos retrotransposable (RTEs), que são capazes de se mover (transposição) de um lugar para outro no genoma e fazem cópias dse quando fazem assim. Estes elementos foram considerados como os parasita genomic que existem em virtude de sua capacidade para se replicate aos números altos dentro dos genomas sem fornecer nenhuma função benéfica para os anfitriões em que residem. Contudo, os estudos recentes em RTEs mostraram que podem de facto codificar funções importantes, e muita de sua actividade funcional despeja ser relacionada a como os genomas são regulados. Os RTEs foram ligados à função da célula estaminal, diferenciação do tecido, progressão do cancro e finalmente ao envelhecimento e às patologias relativas à idade.

O estudo por Wang e outros publicado recentemente em PNAS (27 de julho de 2015) fornece uma nova perspectiva no papel que RTE-se derivou seqüências joga na execução precisa do programa regulador de genoma humano. Este estudo encontrou que uma classe particular de RTEs - Repetições Intercaladas Mamífero-Largas (RIM) - pode servir como os marcos genéticos que ajudam a visar mecanismos reguladores específicos a um grande número locais genomic e aos conduzir desse modo ao regulamento coordenado dos genes encontrou próximo estes locais.

Esta descoberta foi encabeçada por uma equipe de biólogos computacionais, conduziu pelo Dr. Rei Jordânia, Professor Adjunto e Director do Programa do Graduado da Bioinformática no Instituto de Tecnologia de Geórgia, que executou “uma análise dos dados grandes” dos conjunto de dados maciços gerados por centenas de cientistas das dúzias dos laboratórios em todo o mundo que trabalham como parte da “Enciclopédia de Elementos do ADN” ou CODIFICA o projecto. Sua análise de dados detalhada e integrada, conduzida primeiramente perto pelo Dr. Jianrong Wang da equipe do Dr. Jordânia, permitiu que localizassem o lugar dos milhares de elementos individuais do RIM no genoma humano que parecem funcionar como de “elementos limite assim chamados” em pilhas do linfócito de T do sistema imunitário.

Os elementos de Limite são as seqüências reguladoras epigenéticas que separam regiões transcriptionally activas do genoma humano das regiões transcriptionally silenciosas em um pilha-tipo maneira do específico. Assim em fazer, estes elementos reguladores críticos ajudam a fornecer identidades distintas aos tipos diferentes da pilha, embora todos contenham grupos idênticos de informação. Os programas reguladores que são a base este de pilha e de funções e de identidades tecido-específicas são baseados pela maior parte no empacotamento do genoma. Os Genes que não devem ser expressados em uma pilha ou em um tecido dado são ficados situados em regiões firmemente empacotadas do genoma e inacessível aos factores da transcrição que os girariam de outra maneira sobre. Estes elementos de limite ajudam a estabelecer a geografia do genoma que empacota traçando as margens entre as regiões silenciosas em que os genes não são expressados e as regiões activas em que são. Neste papel crítico, os elementos de limite ajudam a controlar o sincronismo e a extensão da expressão genética através do genoma inteiro. Em conseqüência, os defeitos na organização do genoma por elementos de limite são altamente relevantes para processos fisiológicos e patológicos.

“Nossos colegas no Instituto de Tecnologia de Geórgia podiam construir em cima de nossa descoberta adiantada que uma outra classe de retrotransposon, o elemento SINEB2, pode fornecer a função de limite no locus da hormona de crescimento do rato,” disseram o Dr. Victoria Lunyak, CEO das Tecnologias da Pilha de Aelan cuja a equipa de investigação colaborou com o laboratório de Jordânia neste projecto.

“Nós escolhemos aleatòria uma mão completamente das seqüências do RIM previstas para servir como elementos de limite pelo laboratório de Jordânia e validamos experimental sua actividade em linha celular do rato e, com ajuda de nossos colaboradores Espanhóis, em peixes da Zebra em cima da revelação embrionária,” o Dr. Lunyak disse. “Este teste revelou que as seqüências do RIM podem servir como as marcas de pontuação dentro de nosso genoma que permitem pilhas de ler e compreender correctamente a mensagem transmitida pelas seqüências genomic.”

“Uma coisa que está golpeando particularmente é o facto de que estas marcas de pontuação, como Victoria os chamam, joga um papel que seja conservada profundamente evolucionária,” disse o Dr. Jordânia. “As mesmas seqüências exactas do RIM podiam funcionar como limites em linfócitos humanos de CD4+, em modelos da pilha do rato e em Zebrafish.”

“Esta é uma descoberta importante porque a compreensão de como os RTEs interrompem as mensagens codificadas no genoma humano pode ajudar pesquisadores a desenvolver tratamentos para uma grande variedade de doenças humanas, incluindo o envelhecimento,” Dr. adicionado Lunyak

O Envelhecimento é caracterizado por um número de mudanças globais na organização e na função do genoma, e os defeitos envelhecimento-associados em como nosso genoma é empacotado podem ter conseqüências patológicas severas. Em particular, os defeitos relativos à idade no empacotamento genomic podem extremamente aumentar a susceptibilidade do genoma a dano. Baseado nas descobertas publicadas em seu papel de PNAS, o laboratório de Jordânia na Tecnologia de Geórgia e o Lunyak team em Tecnologias da Pilha de Aelan e suas Biotecnologias de Nuclea do sócio estão trabalhando agora para a revelação das estratégias diagnósticas e terapêuticas novas que visam os papéis críticos de reguladores epigenéticos, tais como retrotransposons humanos, no pilha-tipo de coordenação programas reguladores específicos.

Source: Tecnologias da Pilha de Aelan

Source:

Aelan Cell Technologies