Rozszyfrował funkcję śmieciowego DNA



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Badacze określają funkcję rzekomych odpadów DNA

Jedenaście lat po tym, jak Human Genome Project zdekodował ludzki genom, międzynarodowy zespół naukowców wykonał kolejny ważny krok w kierunku zrozumienia planu życia. Setki naukowców z projektu ENCODE, kierowanego przez National Genome Research Institute w Stanach Zjednoczonych i EMBL-European Bioinformatics Institute w Wielkiej Brytanii, przedstawiło teraz szczegółową mapę funkcji ludzkiego genomu, identyfikując cztery miliony przełączników genów.

Od czasu dekodowania genetyki człowieka w ramach projektu „Human Genome Project” ponad dziesięć lat temu, biologowie molekularni na całym świecie zadawali sobie pytanie, dlaczego tylko dwa procent genów składa się z genów, które służą jako przewodnik w tworzeniu białek. Teoretycznie w toku ewolucji te znane również jako śmieciowe DNA, rzekomo bezużyteczne składniki genomu, mogły zostać wyeliminowane. Jednak śmieciowe DNA w żadnym wypadku nie jest zbędne, według naukowców z projektu ENCODE, pełni ono kluczową funkcję regulacyjną dla aktywności genów. Naukowcy opublikowali swoje wyniki w ponad 30 artykułach w trzech renomowanych czasopismach specjalistycznych „Nature”, „Genome Biology” i „Genome Research”.

Zidentyfikowano cztery miliony przełączników genów Od dziewięciu lat naukowcy na całym świecie pracują nad projektem ENCODE, aby zbadać obszary genomu, które znajdują się poza sekwencjami genów wykorzystywanymi do kierowania konstrukcją białek. W ten sposób odkryli zaskakująco daleko idącą funkcję śmieciowego DNA. Cztery miliony zidentyfikowanych przełączników genów determinuje aktywność genów. „Mutacje w tych regionach mogą prowadzić do chorób człowieka” - informuje Europejski Instytut Bioinformatyki w niedawnym komunikacie prasowym. Liczba zidentyfikowanych przełączników genów była zadziwiająco wysoka - podkreślił szef instytutu Rolf Apweiler. Śmieciowe DNA to w rzeczywistości „panel kontrolny” z milionami elementów kontrolnych, które określają aktywność genów. „80 procent genomu jest zaangażowanych w tę regulację w jakiejś formie” - piszą naukowcy z projektu ENCODE.

Zidentyfikowane przełączniki genów w śmieciowym DNA regulują aktywność genów Łącznie 442 naukowców ze Stanów Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii, Hiszpanii, Singapuru i Japonii było zaangażowanych w badanie ludzkich genów w ramach projektu ENCODE w ciągu ostatnich dziewięciu lat. Zsekwencjonowali ponad 1600 genomów ze 147 typów tkanek. Zebrali ogromną ilość 15 terabajtów surowych danych, które następnie przeanalizowano. Początkowo naukowcy skupili się na obszarach genomu, które są bezpośrednio odpowiedzialne za instrukcje budowy białek. Jednak było to tylko dwa procent genomu. Kolejne badania skupiły się w szczególności na analizie tzw. Śmieciowego DNA. Tutaj naukowcy zidentyfikowali cztery miliony przełączników genów, które przyczyniają się do produkcji milionów różnych białek poprzez regulację aktywności genów. Każdy gen można włączać i wyłączać, ale można go też odczytać na co najmniej dwa do trzech różnych sposobów - wyjaśnił szef Europejskiego Instytutu Bioinformatyki. Te wersje genów nazywane są transkryptami.

Duża złożoność przełączników genów utrudnia zrozumienie chorób Dr. Michael Snyder, profesor i przewodniczący Uniwersytetu Stanforda i główny badacz w ENCODE, wyjaśnił, że projekt dostarcza informacji, „że musimy spojrzeć za liniową strukturę genomu i rozpoznać całą sieć”. ENCODE umożliwia głębokie Wgląd w „pętlę sterowania, która mówi nam, jak wszystkie części łączą się, tworząc złożoną istotę” - kontynuuje Snyder. Jednak wynik był jednocześnie fascynujący i frustrujący - dodał Rolf Apweiler. Złożoność funkcji czterech milionów przełączników genów jest po prostu tak duża, że ​​trudno jest określić prosty związek przyczynowo-skutkowy w odniesieniu do niektórych chorób. Ostatecznie celem pracy jest pomoc w opracowaniu leków, które są tańsze, skuteczniejsze i bezpieczniejsze niż obecnie, ale rozwój chorób jest znacznie bardziej złożony, niż wcześniej sądzono. Dlatego Apweiler zastanawiał się, „czy nasze komórki mózgowe kiedykolwiek wystarczą”, aby zrozumieć, jak rozwija się choroba i jak interweniować w tym procesie.

Rozszyfrowanie schematu życia Niemniej naukowcy są przekonani o znaczeniu wyników swoich badań. Bezpłatna publikacja danych jest kamieniem milowym w badaniach genomu. Projekt ENCODE wniósł znaczący wkład „w zrozumienie schematu obwodów ludzkich” - wyjaśnił Michael Snyder. Oprócz podstawowego zrozumienia biologii, badanie może również promować badanie wpływów genetycznych na rozwój chorób przy użyciu danych. „Zaczynamy rozumieć informacje generowane w badaniach asocjacyjnych całego genomu” - powiedział Snyder. Opublikowano już różne badania porównujące genom osób ze złożonymi chorobami, takimi jak cukrzyca, choroby serca, takie jak zawał serca lub otyłość, z genomem osób zdrowych. Ale oni zlokalizowali większość różnic poza sekwencjami genów, które są odpowiedzialne za tworzenie białek.

Encyklopedia funkcji genomu Biorąc pod uwagę wyniki projektu ENCODE, te badania asocjacyjne całego genomu ukazują się w zupełnie innym świetle - wyjaśnił Rolf Apweiler. Obecnie uwaga skupia się na milionach przełączników genów, które najwyraźniej mają znaczący wpływ na rozwój chorób. Podczas gdy wcześniej uważano, że elementy regulatorowe są zbliżone do sekwencji genów, które determinują powstawanie białek, naukowcy wskazali w ramach projektu ENCODE potem rolę odgrywają również stosunkowo odległe odcinki. Zdaniem naukowców tak kompleksowa analiza genomu była możliwa dzięki znacznym postępom w technologii sekwencjonowania, które nie tylko przyspieszyły analizę genetyczną, ale także znacznie ją obniżyły. „Rozszyfrowanie pierwszego ludzkiego genomu kosztowało około 500 milionów euro, obecnie można odszyfrować genom człowieka za 1 000 do 1500 euro” - podkreślił szef Europejskiego Instytutu Bioinformatyki. Dzięki nowym możliwościom „mamy teraz interaktywną encyklopedię, do której każdy może się odwołać, co będzie miało duże znaczenie dla przyszłych badań” - mówi hiszpański badacz Roderic Guigo z Centre de Regulació Genomica (CRG), który jest również zaangażowany w projekt w Barcelonie. (fp)

Czytaj:
Odpady genetyczne DNA z wielkimi korzyściami
Sport w krótkim czasie zmienia DNA
Środowisko zmienia strukturę genetyczną macicy
Palenie uszkadza materiał genetyczny w ciągu kilku minut
Mutacja genetyczna w autyzmie wywołana przez plemniki
Nagroda Meyenburga za rozwój nanoskopii

Informacje o autorze i źródle


Wideo: Ufo. Genetyczny strach przed tyranami. Co zdradza nasze DNA? - kosmiczne niewolnictwo.


Poprzedni Artykuł

Nie ma łagodnych antybiotyków

Następny Artykuł

Świnie systematycznie leczone hormonami