La Nuova tecnica può rivelare le bugne circa il ruolo dei centromeri in Sindrome di Down, altri difetti di nascita

Alcuni scienziati la chiamano “la frontiera definitiva„ del nostro DNA -- anche se si trova al centro di ogni cromosoma A forma di x in quasi ogni uno delle nostre celle.

Ha chiamato il centromero e svolge un ruolo cruciale nella divisione cellulare di ogni giorno che ci tiene in buona salute. Quale egualmente gli rende un sospetto di tasto nei difetti di nascita, nei cancri ed in altre malattie che risultano dai problemi della divisione cellulare.

Ora, una nuova tecnica può forzare questo allungamento misterioso di DNA smettere i sui segreti finalmente.

Già, la prima prova dell'approccio ha reso le bugne circa il ruolo dei centromeri in Sindrome di Down, che sorge quando un bambino eredita una copia extra del cromosoma 21.

Presto, i rivelatori della tecnica alla speranza della Facoltà di Medicina dell'Università del Michigan accelererà la ricerca su altre circostanze che possono avere root nei problemi in relazione con il centromero.

“Queste analisi di PCR ci danno l'opportunità di capire la dinamica dei centromeri e come queste sequenze si espandono o contratto durante i trattamenti di malattia e/o di evoluzione,„ dice Rafael Contreras-Galindo, Ph.D., autore principale di nuovo documento e un assistente universitario di medicina interna. “Possiamo ora capire ai quali centromeri in proteine chiave del centromero dei cromosomi specifici si siedono e formiamo i kinetochores che sono vitali a divisione cellulare. Con questi studi, possiamo cominciare a capire come l'instabilità del DNA del centromero potrebbe pregiudicare la funzione del centromero, come sembriamo vedere in Sindrome di Down„.

accelerazione dell'analisi genetica

In un nuovo articolo nella Ricerca del Genoma, i ricercatori di U-M descrivono la tecnica che si sono sviluppati e la sua prima prova. In pratica, cambia l'analisi del DNA del centromero da un compito lungo e a forte intensità di mano d'opera a veloce e relativamente facile che può accelerare la ricerca sulle malattie in relazione con il centromero.

Il Loro approccio è basato sulla scoperta dei reticoli unici di ripetizione del DNA trovati nel centromero di quasi ogni cromosoma. Il Loro nuovo catalogo di questi reticoli cromosoma-specifici permette utilizzare uno strumento d'ordinamento chiamato reazione a catena della polimerasi, o la PCR.

Le sezioni ripetute massicce di DNA che compongono la maggior parte di ogni centromero per rendere le strutture dure ordinare e studiare nel passato, perché gli stessi allungamenti lunghi compaiono su ogni cromosoma.

Così, la maggior parte dei ricercatori del centromero hanno studiato le proteine ed altre molecole che interagiscono con i centromeri - fattori citati come epigenetics -- piuttosto che il DNA stesso.

Ma il nuovo approccio sfrutta le piccole variazioni cromosoma-specifiche e le usa come mani di fondo di PCR. Ciò lo fa velocemente e facile affinchè i ricercatori riconosca i centromeri di quasi ogni cromosoma in una cella e dice loro a parte, appena in mezz'ora.

“I Centromeri sono importanti per divisione cellulare, ma capito male da un punto di vista genetico, perché le sequenze del DNA in loro sono molto ripetitive,„ dice David Markovitz, M.D., autore senior di nuovo documento ed il professor di medicina interna. “Con questa tecnica, noi ed altri può studiare la loro genetica e il epigenetics, in un modo in tempo reale e facile da usare.„

Il U-M ha fatto domanda per un brevetto sull'approccio e corrente sta cercando i partner di commercializzazione per contribuire a portare la tecnologia per commercializzare.

Esplorazione del collegamento a Sindrome di Down

Nel nuovo documento, Contreras-Galindo, Markovitz, il professor emeritus attivo il Segno Kaplan di U-M, M.D. e un gruppo dei collaboratori riferiscono i risultati dal loro confronto dei centromeri dalle persone con e senza Sindrome di Down.

Mostrano che un forte collegamento fra la circostanza e le instabilità ha trovato sul cromosoma 21 - sia nel centromero che negli allungamenti di DNA che lo fiancheggiano, chiamati pericentromeres.

I centromeri e i pericentromeres Instabili potrebbero contribuire a spiegare perché la gente con Sindrome di Down eredita una copia extra di quel cromosoma, sebbene molto lavoro rimanesse verificare questa ipotesi.

dopo tutto, come ogni studente di biologia impara, celle che stanno preparando dividersi contano sui centromeri per aiutarli per dividere la doppia quantità di DNA che hanno prodotto e distribuirla alle due celle “della figlia„ produrranno. Per fare questa, le celle coltivano le strutture scarne lunghe chiamate assi di rotazione che assomigliano ai lati del ragno e fissano ad un centromero di ogni cromosoma, che si compone di due allungamenti identici di DNA.

Gli assi di rotazione ritirano mentre la cella si divide, cogliendo le due metà di un cromosoma a parte. Se la coglitura non accade correttamente a causa di un'emissione in relazione con il centromero, quella potrebbe indurre entrambe le metà del cromosoma a viaggiare insieme nella cella “della figlia„.

Nel nuovo studio, la gente con Sindrome di Down egualmente ha differito da quelle senza il termine nei loro livelli di proteina chiave che lega al DNA del centromero ed aiuta il modulo la struttura a cui gli assi di rotazione fissano. La Gente con Sindrome di Down ha avuta molto più di quella una proteina fissata ai loro centromeri, confrontati a quelli senza la circostanza.

Scoperta e duro lavoro

I ricercatori di U-M non hanno precisato per studiare i centromeri. Originalmente hanno voluto imparare più circa il DNA nascosto del virus che è stato incassato in nostro genoma durante i secoli.

Questi retroviruses endogeni umani, o HERVs, mentre sono chiamati, ci hanno dato gli allungamenti di DNA che ottengono copiati e passati di generazione in generazione.

Il gruppo precedentemente aveva trovato il RNA di HERV sconosciuto nel sangue dei pazienti con il HIV/AIDS. Col passare del tempo, hanno scoperto il DNA di HERV vicino alle barriere della regione del centromero di determinati cromosomi. Hanno definito i virus K111 e K222.

Le sequenze di HERV non erano nel database di Progetto Genoma Umano perché sono nella regione del centromero. Ma i ricercatori ed i loro colleghi hanno indicato che lo stesso HERVs potrebbe anche essere trovato in altri più alti primati, compreso gli scimpanzè ed i Neanderthals.

Ma mentre questi parenti umani hanno alcune copie, esseri umani abbiamo migliaia di copie del DNA di HERV vicino ai nostri centromeri - e su molti dei nostri cromosomi. K111, per esempio, ha potuto essere trovato sui 15 centromeri dei cromosomi, leggermente alterati in ciascuno. Ciò suggerisce che i centromeri abbiano avuti col passare del tempo materiale genetico “incrocio„ ad altri cromosomi.

Facendo Uso delle sequenze di HERV come punto chiave per studiare il DNA del centromero, la PCR usata gruppo di cosiddette sequenze di alfa-ripetizione a più completamente analizza quasi tutti i centromeri umani.

Il nuovo articolo comprende i loro risultati da 23 dei 24 cromosomi umani differenti - compreso la X ed il Y. Soltanto il cromosoma 19 finora ha resistito allo sviluppo di un'analisi diagnostica di PCR, poichè i ricercatori cercano le sequenze uniche a.

Sorgente: http://labblog.uofmhealth.org/lab-report/new-approach-to-studying-centromeres-may-reveal-link-to-down-syndrome-and-more