El estudio examina cómo combinaciones más de categoría alta del gen ayudan a mantener la fisiología normal de la célula

Heredamos muchos rasgos de nuestros padres incluyendo el color de nuestros aros y pelo. Lamentablemente, también heredamos enfermedades de los factores de riesgo con certeza tales como cáncer, enfermedad cardíaca, y diabetes. La comprensión de esas conexiones genéticas puede ayudar a esfuerzos de la prevención y desarrollar nuevos tratamientos salvavidas para combate estas enfermedades.

En el estudio más grande de su clase, los investigadores en la universidad de Minnesota y la universidad de Toronto han revelado una red compleja de los genes que trabajan juntos. Los emplear de la investigación el trabajo previo de las personas que mostró cómo los genes combinan en pares para apuntalar la salud de una célula. Tomándole una medida más lejos, el nuevo estudio examina por primera vez cómo combinaciones más de categoría alta del gen; comprender tres genes; la ayuda mantiene la fisiología normal de la célula.

La investigación se publica en la aplicación de hoy la ciencia, un gorrón académico par-revisado primero ministro de la asociación americana para el adelanto de la ciencia (AAAS).

Para entender cómo una célula trabaja, los científicos tienen gusto de separarla. Quitando genes de las células en combinaciones diversas usando el gen punta que corregía técnicas, los investigadores ahora han destapado cómo diversos genes trabajan juntos para mantener las células activas. La investigación ayudará a científicos a entender cómo las averías en genes múltiples combinan para impulsar enfermedades comunes.

Los investigadores dicen que está como un juego gigante de Jenga con millares de cuadras del gen. Mientras que las cuadras más únicas pueden ser sacadas sin el compromiso de la estructura, cuando las combinaciones críticas de cuadras se quitan, el sistema se desploma. Semejantemente, los genes con diversos papeles pueden combinar para mantener la célula activa. Deshaciendo tales alianzas del gen, esperamos revelar pistas sobre los asientos de la salud personal.

Está sin obstrucción ahora del genoma que ordena estudios que cada persona lleva millares de variantes genéticas; diferencias en la serie de la DNA de los genes; eso podía combinar para afectar nuestra salud. Sin embargo, estos estudios no tienen la potencia estadística de predecir el riesgo de una persona de enfermedad de su combinación única de variantes genéticas. Esto plantea un obstáculo importante para el remedio personalizado que intenta utilizar la información del genoma para predecir el riesgo de tratamiento de la enfermedad y de la personalización.

Para destapar las reglas de gen combinatorio funcionan, las personas investigadas previamente cómo los genes trabajan en pares en células de levadura. La levadura es uno de los modelos preferidos de la célula de los biólogos debido a su genoma relativamente pequeño que comprende 6.000 genes y a una riqueza ya existente de datos. Previamente quitando de la levadura todo el gen posible empareja; 18 millones de ellos; las personas ahora fueron un paso más lejos para examinar qué suceso cuando usted quita un subconjunto de 36 mil millones combinaciones trigénicas posibles.

“Solamente cerca de 1.000 de los 6.000 genes de la levadura son esenciales cuando están suprimidos individualmente. Cuando estudiamos pares de mutantes, encontramos cerca de 10.000 pares de genes que eran esenciales cuando estaban suprimidos en la combinación,” dijo República eo Tchad Myers, informático en la universidad de Minnesota y uno del guía co-authors. “Nuestro estudio de las combinaciones triples del gen sugiere que haya por lo menos 10 - a cien veces más casos de los mutantes triples que son mortíferos, que destaca la complejidad asombrosa de sistemas biológicos.”

Encontraron que, similar a las acciones recíprocas entre dos genes, las acciones recíprocas trigénicas también ocurren principal entre los genes que son funcionalmente relacionados; cifran para las piezas que pertenecen a la misma máquina molecular o ésa existe en la misma parte de la célula, por ejemplo. Pero con acciones recíprocas trigénicas, los investigadores también comenzaron a ver sociedades más asombrosamente entre los genes que tienen función sin relación y están implicados en diversos bioprocedimientos en la célula.

“Hay un crecimiento de comprensión de que las acciones recíprocas entre los genes pueden impulsar la susceptibilidad de la enfermedad heredada, que es porqué tenemos que entender los principios generales de estas acciones recíprocas genéticas,” dijo a Charles Boone, profesor en la universidad del centro de Donnelly de Toronto y uno del otro los co-autores del guía del estudio.

Los robots a la medida en la universidad de Toronto conducto los experimentos en grande en genéticas de la célula. Las personas en la universidad de Minnesota desarrollan métodos de cómputo sofisticados que la ayuda hace para interpretar los datos resultantes.

Usando el modelado de cómputo, los investigadores estimaban que todos los genes en la célula tienen un papel a jugar cuando se tienen en cuenta las acciones recíprocas trigénicas. Esto podría finalmente explicar porqué la levadura mantiene 6.000 genes cuando el solamente cerca de 15 por ciento de ellos es esencial cuando están quitados individualmente, una regla que espere para la otra célula pulse incluyendo las células humanas.

“Estudiar redes genéticas permite que usted vea cómo se conectan los genes, cómo los procesos biológicos hablan con uno otro y cómo una célula se ocupa de perturbaciones en genes múltiples,” dijeron a Elena Kuzmin, autor importante en el papel y un estudiante de tercer ciclo anterior en la universidad de Toronto que ahora sea investigador postdoctoral en la universidad de McGill en Montreal. “Usted consigue una vista global de la célula,” ella dijo.

Los gracias a los avances recientes en el gen que corrige, es posible ahora quitar combinaciones de genes de las células humanas, que este equipo de investigación ahora está trabajando conectado para correlacionar lazos entre los genes de la enfermedad.

“Nuestro trabajo de la levadura demuestra cómo las mutaciones en genes múltiples combinan para tener efectos inesperados y están ofreciendo un mapa itinerario para entender acciones recíprocas genéticas en células mucho más complejas y los organismos, incluyendo seres humanos,” dijo a Brenda Andrews, otro de los co-autores del guía y de una universidad del profesor de Toronto y del director del centro de Donnelly. “Determinar combinaciones de los genes que trabajan juntos para apuntalar sistemas biológicos robustos es importante para descifrar qué sale mal con su colapso en un estado de la enfermedad.”

Fuente: https://cse.umn.edu/