O estudo examina como as combinações de ordem superior do gene ajudam a manter a fisiologia normal da pilha

Nós herdamos muitos traços de nossos pais que incluem a cor de nossos olhos e cabelo. Infelizmente, nós igualmente herdamos doenças dos factores de risco com certeza tais como o cancro, a doença cardíaca, e o diabetes. Compreender aquelas conexões genéticas pode ajudar esforços da prevenção e desenvolver tratamentos novos do salvamento para combater estas doenças.

No estudo o maior de seu tipo, os pesquisadores na universidade de Minnesota e a universidade de toronto revelaram uma rede complexa dos genes que trabalham junto. As construções da pesquisa nos trabalhos anteriores das equipes que mostraram como os genes combinam em pares para sustentar a saúde de uma pilha. Tomando lhe uma etapa mais, o estudo novo examina pela primeira vez como combinações de ordem superior do gene; compreendendo três genes; a ajuda mantem a fisiologia normal da pilha.

A pesquisa é publicada na introdução de hoje da ciência, um primeiro jornal académico par-revisto da associação americana para o avanço da ciência (AAAS).

Para compreender como uma pilha trabalha, os cientistas gostam de desmontá-la. Removendo os genes das pilhas em combinações diversas usando o gene pioneiro que edita técnicas, os pesquisadores têm descoberto agora como os genes diferentes trabalham junto para manter pilhas vivas. A pesquisa ajudará cientistas a compreender como as falhas em genes múltiplos combinam para conduzir doenças comuns.

Os pesquisadores dizem que é bem como um jogo gigante de Jenga com milhares de blocos do gene. Quando os blocos mais únicos puderem ser removidos sem comprometer a estrutura, quando as combinações críticas de blocos estão removidas, o sistema desmorona. Similarmente, os genes com papéis diferentes podem combinar para manter a pilha viva. Descosendo tais alianças do gene, nós esperamos revelar indícios sobre as fundações da saúde pessoal.

É agora claro do genoma que arranja em seqüência estudos que cada pessoa leva milhares de variações genéticas; diferenças na seqüência do ADN dos genes; isso podia combinar para impactar nossa saúde. Contudo, estes estudos não têm a potência estatística prever o risco de uma pessoa de doença de sua combinação original de variações genéticas. Isto levanta um obstáculo principal para a medicina personalizada que procura usar a informação do genoma para prever o risco de tratamento da doença e do alfaiate.

Para descobrir as regras de gene combinatório funcionam, a equipe investigada previamente como os genes trabalham em pares em pilhas de fermento. O fermento é um dos modelos favoritos da pilha dos biólogos devido a seu genoma relativamente pequeno que compreendem 6.000 genes e a uma riqueza já existente dos dados. Previamente removendo do fermento todo o gene possível emparelha-se; 18 milhões deles; a equipe foi agora uma etapa mais para examinar o que acontece quando você remove um subconjunto de 36 bilhão combinações trigenic possíveis.

“Somente aproximadamente 1.000 dos 6.000 genes do fermento são essenciais quando suprimidos individualmente. Quando nós estudamos pares de mutantes, nós encontramos aproximadamente 10.000 pares de genes que eram essenciais quando suprimidos na combinação,” disse Chade Myers, um cientista de computador na universidade de Minnesota e um do chumbo co-authors. “Nosso estudo de combinações triplas do gene sugere que haja pelo menos 10 - à dobra 100 mais exemplos dos mutantes triplos que são letais, que destaca a complexidade surpreendente de sistemas biológicos.”

Encontraram que, similar às interacções entre dois genes, as interacções trigenic igualmente ocorrem principalmente entre os genes que são funcional relacionados; codificam para as peças que pertencem à mesma máquina molecular ou aquela existe na mesma parte da pilha, por exemplo. Mas com as interacções trigenic, os pesquisadores igualmente começaram a ver umas parcerias mais surpreendentes entre os genes que têm função não relacionada e são envolvidos em bioprocedimentos diferentes na pilha.

“Há um crescimento compreensivo que as interacções entre genes podem conduzir a susceptibilidade da doença herdada, que é porque nós temos que compreender os princípios gerais destas interacções genéticas,” disse Charles Boone, um professor na universidade do centro do Donnelly de toronto e um do outro co-autores do chumbo do estudo.

Os robôs feitos por encomenda na universidade de toronto conduzem as experiências em grande escala em genéticas da pilha. A equipe na universidade de Minnesota desenvolve métodos computacionais sofisticados que a ajuda faz para interpretar os dados resultantes.

Usando a modelagem computacional, os pesquisadores calcularam que todos os genes na pilha têm um papel a jogar quando as interacções trigenic são levadas em consideração. Isto poderia finalmente explicar porque o fermento mantem 6.000 genes quando somente aproximadamente 15 por cento deles são essenciais quando removidos individualmente, uma regra que guardarasse para a outra pilha dactilografasse incluir pilhas humanas.

“Estudar redes genéticas permite que você ver como os genes são conectados, como os processos biológicos falam a um outro e como uma pilha trata as perturbação em genes múltiplos,” disseram Elena Kuzmin, um autor principal no papel e em um aluno diplomado precedente na universidade de toronto que é agora um pesquisador pos-doctoral na universidade de McGill em Montreal. “Você obtem uma ideia global da pilha,” disse.

Agradecimentos aos avanços recentes no gene que edita, é agora possível remover as combinações de genes das pilhas humanas, que esta equipa de investigação está trabalhando agora sobre para traçar relacionamentos entre genes da doença.

“Nosso trabalho do fermento demonstra como as mutações em genes múltiplos combinam para ter efeitos inesperados e estão fornecendo um mapa rodoviário compreendendo interacções genéticas em umas pilhas e em uns organismos muito mais complexos, incluindo seres humanos,” disse Brenda Andrews, outro dos co-autores do chumbo e de uma universidade do professor de toronto e do director do centro de Donnelly. “Identificar combinações de genes que trabalham junto para sustentar sistemas biológicos robustos é importante para decifrar o que vai mal com seu colapso em um estado da doença.”

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