Lo studio esamina come le combinazioni più di ordine alto del gene contribuiscono a mantenere la fisiologia cellulare normale

Ereditiamo molti tratti dai nostri genitori compreso il colore dei nostri occhi e capelli. Purtroppo, egualmente ereditiamo i fattori di rischio per determinate malattie quali cancro, la malattia di cuore ed il diabete. La comprensione delle quelle connessioni genetiche può aiutare gli sforzi di prevenzione e sviluppare i nuovi trattamenti di salvataggio per combattere queste malattie.

Nel più grande studio sul suo genere, i ricercatori all'università di Minnesota e l'università di Toronto hanno rivelato una rete complessa dei geni che funzionano insieme. Le configurazioni di ricerca sul lavoro precedente dei gruppi che ha mostrato come i geni si combinano nelle paia per sostenere la salubrità delle cellule. Intraprendendogli un'azione più ulteriormente, il nuovo studio esamina per la prima volta come combinazioni più di ordine alto del gene; comprendere tre geni; la guida mantiene la fisiologia cellulare normale.

La ricerca è pubblicata nell'odierna emissione di scienza, un giornale accademico pari-esaminato primo ministro dell'associazione americana per l'avanzamento di scienza (AAAS).

Per capire come una cella lavora, gli scienziati gradiscono smontarlo. Eliminando i geni dalle celle nelle diverse combinazioni facendo uso del gene di avanguardia che modificano le tecniche, i ricercatori ora hanno scoperto come i geni differenti funzionano insieme per tenere le celle vive. La ricerca aiuterà gli scienziati a capire come le faglie in geni multipli si combinano per determinare le malattie comuni.

I ricercatori dicono che è tanto come un gioco gigante di Jenga con migliaia di blocchetti del gene. Mentre la maggior parte di singoli blocchi possono essere eliminati senza compromettere la struttura, quando le combinazioni critiche di blocchi sono eliminate, il sistema sprofonda. Similmente, i geni con differenti ruoli possono combinarsi per tenere la cella viva. Scucendo tali alleanze del gene, speriamo di rivelare le bugne circa le fondamenta di salubrità personale.

Ora è chiaro dagli studi di sequenziamento del genoma che ogni persona porta migliaia di varianti genetiche; differenze nella sequenza del DNA dei geni; quello ha potuto combinarsi per urtare la nostra salubrità. Tuttavia, questi studi non hanno la potenza statistica predire il rischio di una persona di malattia dalla loro combinazione unica di varianti genetiche. Ciò posa un ostacolo importante per medicina personale che cerca di usare le informazioni del genoma per predire il rischio di trattamento del sarto e di malattia.

Per scoprire le norme del gene combinatorio funzionano, il gruppo precedentemente esaminatore come i geni funzionano nelle paia in celle di lievito. Il lievito è uno dei modelli preferiti delle cellule dei biologi dovuto il suo relativamente piccolo genoma che comprendono 6.000 geni e una ricchezza già attuale dei dati. Precedentemente eliminando dal lievito tutto il gene possibile accoppia; 18 milioni di loro; il gruppo ora è andato un punto più avanti per esaminare che cosa accade quando eliminate un sottoinsieme di 36 miliardo combinazioni trigenic possibili.

“Soltanto circa 1.000 dei 6.000 geni del lievito sono essenziali una volta cancellati determinato. Quando abbiamo studiato le paia dei mutanti, abbiamo trovato circa 10.000 paia dei geni che erano essenziali una volta cancellati in associazione,„ ha detto la Repubblica del Chad Myers, un informatico all'università di Minnesota ed uno del cavo co-authors. “Il nostro studio sulle combinazioni triple del gene suggerisce che ci siano almeno 10 - a 100 volte più istanze dei mutanti tripli che sono letali, che evidenzia la complessità sbalordente dei sistemi biologici.„

Hanno trovato che, simile alle interazioni fra due geni, le interazioni trigenic egualmente pricipalmente si presentano fra i geni che sono dal punto di vista funzionale relativi; codificano per le parti che appartengono allo stesso commputer molecolare o quello esiste nella stessa parte della cella, per esempio. Ma con le interazioni trigenic, i ricercatori egualmente hanno cominciato a vedere le associazioni più sorprendenti fra i geni che hanno funzione indipendente e sono compresi nei bioprocessi differenti nella cella.

“C'è una crescita capente che le interazioni fra i geni possano determinare la predisposizione di malattia ereditata, che è perché dobbiamo capire i principi generali di queste interazioni genetiche,„ ha detto Charles Boone, un professore nell'università di centro del Donnelly di Toronto ed uno dell'altro co-author del cavo dello studio.

I robot su misura all'università di Toronto eseguono gli esperimenti su grande scala nella genetica delle cellule. Il gruppo all'università di Minnesota mette a punto i metodi di calcolo specializzati che la guida fa per interpretare i dati risultanti.

Facendo uso della modellistica di calcolo, i ricercatori hanno stimato che tutti i geni nella cella avessero un ruolo quando le interazioni trigenic sono considerate. Ciò potrebbe definitivo spiegare perché il lievito mantiene 6.000 geni quando soltanto circa 15 per cento di loro sono essenziali quando eliminati determinato, una norma che tiene per l'altra cella digita l'inclusione delle cellule umane.

“Studiare le reti genetiche permette che vediate come i geni sono connessi, come i trattamenti biologici parlano con uno un altro e come una cella si occupa delle perturbazioni in geni multipli,„ hanno detto Elena Kuzmin, un autore principale sul documento e su un dottorando precedente all'università di Toronto che ora è un ricercatore postdottorale alla McGill University a Montreal. “Ottenete un punto di vista globale della cella,„ ha detto.

Grazie agli avanzamenti recenti in gene che modifica, ora è possibile eliminare le combinazioni di geni dalle cellule umane, che questo gruppo di ricerca ora sta lavorando sopra per mappare le relazioni fra i geni di malattia.

“Il nostro lavoro del lievito dimostra come le mutazioni in geni multipli si combinano per avere effetti inattesi e sta fornendo una carta stradale per la comprensione delle interazioni genetiche in celle molto più complesse ed organismi, compreso gli esseri umani,„ ha detto Brenda Andrews, altro dei co-author del cavo e un professore di università di Toronto e un Direttore del centro di Donnelly. “Identificare le combinazioni di geni che funzionano insieme per sostenere i sistemi biologici robusti è importante per decifrare che cosa entra male con il suo crollo in stato di malattia.„

Sorgente: https://cse.umn.edu/