L'étude examine comment les combinaisons évoluées de gène aident à mettre à jour la physiologie normale de cellules

Nous héritons de beaucoup de traits de nos parents comprenant la couleur de nos yeux et cheveu. Malheureusement, nous héritons également des facteurs de risque pour certaines maladies telles que le cancer, la cardiopathie, et le diabète. La compréhension de ces liens génétiques peut aider des efforts de prévention et développer des demandes de règlement de sauvetage neuves pour combattre ces maladies.

Dans la plus grande étude de son genre, les chercheurs à l'université du Minnesota et l'université de Toronto ont indiqué un réseau complexe des gènes qui fonctionnent ensemble. Les constructions de recherches sur les anciens travaux des équipes qui ont montré comment les gènes combinent dans les paires pour soutenir la santé des cellules. Lui prenant une mesure davantage, l'étude neuve examine pour la première fois comment des combinaisons évoluées de gène ; comporter trois gènes ; l'aide mettent à jour la physiologie normale de cellules.

La recherche est publiée dans l'édition d'aujourd'hui de la Science, un tourillon scolaire pair-observé premier de l'association américaine pour l'avancement de la Science (AAAS).

Pour comprendre comment une cellule travaille, les scientifiques aiment la démonter. En retirant des gènes des cellules dans de diverses combinaisons utilisant des techniques tranchantes de retouche de gène, les chercheurs ont maintenant découvert comment les différents gènes fonctionnent ensemble pour maintenir des cellules vivantes. La recherche aidera des scientifiques à comprendre comment les erreurs en familles multigéniques combinent pour piloter des maladies communes.

Les chercheurs disent qu'elle est tout comme un jeu géant de Jenga avec des milliers de cases de gène. Tandis que les cases les plus uniques peuvent être sorties sans compromettre la structure, quand des combinaisons critiques des cases sont retirées, le système s'effondre. De même, les gènes avec différents rôles peuvent combiner pour maintenir la cellule vivante. En décousant de telles alliances de gène, nous espérons indiquer des indices au sujet des fondations de la santé personnelle.

Il est maintenant clair des études de séquençage du génome que chaque personne transporte des milliers de variantes génétiques ; différences dans la séquence de l'ADN des gènes ; cela a pu combiner pour influencer notre santé. Cependant, ces études n'ont pas la puissance statistique de prévoir le risque d'une personne de la maladie de leur combinaison unique de variants génétiques. Ceci pose un obstacle majeur pour le médicament personnalisé qui recherche à employer l'information de génome pour prévoir le risque de demande de règlement de la maladie et de tailleur.

Pour découvrir les règles de la fonction des gènes combinatoire, l'équipe précédemment vérifiée comment les gènes fonctionnent dans les paires en cellules de levure. La levure est l'un de modèles préférés des cellules des biologistes dus à son génome relativement petit comportant 6.000 gènes et à une richesse déjà existante des caractéristiques. Après avoir retiré précédemment de la levure tout le gène possible appareille ; 18 millions d'eux ; l'équipe est maintenant allée une opération plus loin pour examiner ce qui se produit quand vous retirez un sous-ensemble de 36 milliards de combinaisons trigenic possibles.

« Seulement environ 1.000 des 6.000 gènes de levure sont essentiels une fois effacés individuellement. Quand nous avons étudié des paires de mutants, nous avons trouvé environ 10.000 paires de gènes qui étaient essentiels une fois effacés en association, » a dit le Tchad Myers, un informaticien à l'université du Minnesota et un du fil co-authors. « Notre étude des combinaisons triples de gène propose qu'il y ait au moins de 10 - à 100 fois plus de cas des mutants triples qui sont mortels, qui met en valeur la complexité stupéfiante des systèmes biologiques. »

Ils ont constaté que, assimilé aux interactions entre deux gènes, les interactions trigenic se produisent également principalement entre les gènes qui sont fonctionellement relatifs ; ils codent pour des pièces appartenant à la même machine moléculaire ou cela existent dans la même partie de la cellule, par exemple. Mais par des interactions trigenic, les chercheurs ont également commencé à voir des partenariats plus étonnants entre les gènes qui ont le fonctionnement indépendant et sont impliqués dans différents bioprocédés dans la cellule.

« Il y a un élevage comprenant que les interactions entre les gènes peuvent piloter la susceptibilité de la maladie héritée, qui est pourquoi nous devons comprendre les principes généraux de ces interactions génétiques, » a dit Charles Boone, un professeur à l'université du centre de Donnelly de Toronto et un de l'autre des co-auteurs de fil de l'étude.

Les robots sur commande à l'université de Toronto entreprennent les expériences de grande puissance en génétique de cellules. L'équipe à l'université du Minnesota développe des méthodes de calcul sophistiquées que l'aide effectuent pour interpréter les caractéristiques donnantes droit.

Utilisant la modélisation numérique, les chercheurs ont estimé que tous les gènes dans la cellule ont un rôle à jouer quand des interactions trigenic sont tenues compte. Ceci pourrait finalement expliquer pourquoi la levure met à jour 6.000 gènes quand seulement environ 15 pour cent de eux sont essentiels quand retirés individuellement, une règle qui se retient pour l'autre cellule tape comprendre des cellules humaines.

La « étude des réseaux génétiques te permet de voir comment des gènes sont branchés, comment les procédés biologiques parlent à un un un autre et comment une cellule traite des perturbations en familles multigéniques, » ont dit Elena Kuzmin, un auteur important sur le papier et un étudiant de troisième cycle précédent à l'université de Toronto qui est maintenant un chercheur post-doctoral à l'université de McGill à Montréal. « Vous obtenez une vue globale de la cellule, » il a dit.

Grâce aux progrès récents dans la retouche de gène, il est maintenant possible de retirer des combinaisons des gènes des cellules humaines, que cette équipe de recherche travaille maintenant en circuit pour tracer des relations entre les gènes de la maladie.

« Notre travail de levure explique comment les mutations en familles multigéniques combinent pour avoir des effets inattendus et fournissent un calendrier de lancement pour comprendre des interactions génétiques en cellules beaucoup plus complexes et des organismes, y compris des êtres humains, » a indiqué Brenda Andrews, un autre des co-auteurs de fil et d'une université de professeur de Toronto et de directeur du centre de Donnelly. Le « recensement des combinaisons des gènes qui fonctionnent ensemble pour soutenir les systèmes biologiques robustes est important pour déchiffrer ce qui est mal assorti à son effondrement dans une condition de la maladie. »

Source : https://cse.umn.edu/