Badania w dziedzinie genomiki na dobrej drodze :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Naukowcy ujawniają powiązanie genów z niedoborem magnezu

Naukowcy odkrywają wariant genu odpowiedzialny za powiązanie ręki dominującej z dysleksją

Interakcje genów nadzorują rozwój i aktywność mózgu

Naukowcy odkryli powiązanie między migracją komórek a przerzutami raka

Zaproszenie do składania propozycji projektów na rzecz nowych podejść do czynników genetycznych i środowiskowych powiązanych z cukrzycą i otyłością

Naukowcy opracowali szybką metodę określania genów odpowiedzialnych za wirulencję prątków gruźlicy

Naukowcy, których prace są finansowane ze środków unijnych, rzucają nowe światło na wysoce złożone mechanizmy nadzorujące aktywność naszych genów. Wyniki finansowanego ze środków unijnych 3-letniego projektu GENNETEC (Sieci genetyczne - powstawanie i złożoność), dofinansowanego na kwotę 1,48 mln EUR z tematu Technologie społeczeństwa informacyjnego Szóstego Programu Ramowego (6PR) przyczynią się do posunięcia genomiki o krok naprzód dzięki nowym sposobom identyfikacji regulatorów nadzorujących konkretne geny.

W organizmach - od bakterii po człowieka - geny są stale włączane i wyłączane. Genomika bada funkcjonowanie tej złożonej sieci genów i czynników, które nią sterują.

Molekuły, które włączają i wyłączają geny, nazywane są czynnikami transkrypcyjnymi lub regulatorami genetycznymi, a naukowcy starają się obecnie odkryć mechanizmy, które nimi kierują. Projekt GENNETEC ma wskazać, którym genem zarządza dany czynnik transkrypcyjny.

Czynniki transkrypcyjne łączą się z konkretnymi miejscami na chromosomie, aby włączać i wyłączać pobliskie geny. Powstający w ten sposób schemat działania genu jest odpowiedzialny za rozwój komórki lub organizmu, ich funkcjonowanie oraz reakcje na wyzwania i bodźce środowiskowe. Nieprawidłowości w funkcjonowaniu tego systemu mogą wywoływać choroby, w tym nowotwory.

"Chorobę można czasami uznać za nieprawidłową zmianę w dynamice sieci interakcji" - mówi dr François Kép?s z francuskiego Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) i koordynator projektu GENNETEC. "Zatem poznanie ich właściwości oraz sposobu korygowania lub kontrolowania ich dynamiki ma zasadnicze znaczenie."

Do niedawna naukowcy poszukiwali krótkich sekwencji DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego), o których wiadomo było, że łączą się z określonymi molekułami regulacyjnymi, aby podejmować próby dopasowania genów do potencjalnych czynników transkrypcyjnych. Niemniej wadą tej metody było wskazywanie wielu możliwych połączeń, które później okazywały się błędne.

Zespół GENNETEC przyjął nowe podejście do badania czynników transkrypcyjnych. W toku wcześniejszych badaniach naukowcy odkryli, że geny, które reagują na ten sam czynnik transkrypcyjny są często rozmieszczone w regularnych odstępach wzdłuż chromosomu. Zespół podejrzewał, że grupowanie czynników transkrypcyjnych i powiązanych z nimi genów ułatwia optymalizację ich funkcjonowania. Aby wykazać, że lokalizacje tych genów są pomocne w określeniu struktury danego łańcucha DNA, zespół wykorzystał symulacje numeryczne fałdowania DNA.

To umożliwiło naukowcom znacznie skuteczniejszą identyfikację powiązań gen-czynnik transkrypcyjny. "Połączenie dwóch prognostyków pozwala nam na znacznie lepsze przewidywanie regulatorów danego genu poprzez ograniczanie fałszywych trafień" - wyjaśnia dr Kép?s. "Szczegółowość prognozowania jest zwykle podwajana."

"Odkryliśmy, że istnieje wyraźne powiązanie między strukturą chromosomu a ekspresją genu, które możemy teraz przewidzieć w bardzo precyzyjny i realny sposób. Teraz jest nam łatwiej poznać regulację genetyczną komórek człowieka przy niższych kosztach i w krótszym czasie."

Jeden z partnerów GENNETEC - NorayBio, przedsiębiorstwo z siedzibą w Hiszpanii zajmujące się oprogramowaniem dla bionauki - już opracowuje program, który ma umożliwić naukowcom na całym świecie korzystanie z tego podejścia do analizy sieci genów. Konsorcjum GENNETEC opracowało również własną, prostą wersję oprogramowania dostępnego bezpłatnie.

Zdaniem dr Kép?sa badania złożonych systemów genomicznych prowadzone przez konsorcjum są tak samo ważne jak nowe oprogramowanie, ponieważ znajdą zastosowanie w różnych dziedzinach, w tym w systemach inżynieryjnych. "Komórki mają zaledwie jeden genom, ale dzięki niemu mogą radzić sobie z wieloma problemami" - jak zauważa. "Możemy wykorzystać to biologiczne rozwiązanie jako inspirację do zbudowania nowej generacji algorytmów, aby lepiej niż dotąd rozwiązywać złożone problemy."

Za: CORDIS

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) multidyscyplinarne laboratorium naukowe znajdujące się na terenie Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, podlegające Departamentowi Energii Stanów Zjednoczonych. Zatrudnia około 4200 pracowników, a jego roczny budżet to około 800 mln dolarów. Prowadzi badania głównie w dziedzinie fizyki, chemii, genomiki, badań materiałowych i inżynierii. Znajdują się tam między innymi: pełny tekst

DNA komórki jest stale narażone na czynniki uszkadzające. Sprawnie działające mechanizmy naprawy DNA funkcjonują w komórkach organizmów zarówno prokariotycznych jak i eukariotycznych. Badania genomu ludzkiego pozwoliły zidentyfikować szereg genów kodujących białka biorące udział w różnorodnych mechanizmach naprawy DNA. Poznano dotąd ponad 130 genów o takiej, udowodnionej lub prawdopodobnej, funkcji. Nowe geny naprawy DNA są ciągle odkrywane dzięki badaniom porównawczym sekwencji genów człowieka i homologów tych genów u organizmów modelowych, takich jak E. coli i S. cerevisiae. Badania te mają znaczenie dla medycyny, ponieważ do tej pory zidentyfikowano już kilkanaście chorób, w których patogenezie mają udział niesprawne mechanizmy naprawy DNA. pełny tekst

Medycyna personalizowana (ang. personalised healthcare) koncepcja, która opiera się na zrozumieniu różnic między pacjentami chorującymi na tę samą chorobę i na jednoczesnym poznawaniu złożoności chorób. Dzięki tej wiedzy możliwe jest dobieranie odpowiednich terapii do konkretnych grup pacjentów. Medycyna personalizowana pozwala przewidzieć czy określona terapia okaże się skuteczna dla danego pacjenta. Podstawą medycyny personalizowanej są badania nad ludzkim genomem i wykorzystanie wiedzy z zakresu dziedzin genetyki, genomiki i proteomika. pełny tekst

Genomika dziedzina biologii molekularnej i biologii teoretycznej (pokrewna genetyce i ściśle związana z bioinformatyką) zajmująca się analizą genomu organizmów. Głównym celem genomiki jest poznanie sekwencji materiału genetycznego oraz mapowanie genomu ale również określenie wszelkich zależności i interakcji wewnątrz genomu. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".