• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy zredagowali atlas ekspresji genów myszy

    24.01.2011. 11:37
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Naukowcy, których prace są finansowane ze środków unijnych, przygotowali atlas ekspresji genów rozwijającego się zarodka myszy, pogłębiając w ten sposób wiedzę naukową na temat zasięgu transkrypcji genów. Wyniki badań opublikowane w czasopiśmie PLoS Biology zapewnią naukowcom informacje, jakich potrzebują, aby określić koekspresje genów oraz rozpoznać istniejące między nimi powiązania, które odgrywają kluczową rolę zarówno w procesach rozwojowych, jak i chorobowych.

    Badania zostały częściowo dofinansowane z projektu EUREXPRESS (Europejskie konsorcjum na rzecz opracowania internetowego atlasu ekspresji genów poprzez hybrydyzację RNA [kwasu rybonukleinowego] in situ), który uzyskał niemal 11 mln EUR z tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR). W ramach projektu EUREXPRESS zgromadzono za pomocą hybrydyzacji RNA in situ przekrojów strzałkowych z embrionów myszy dane o ekspresji ponad 20.000 genów.

    W toku ostatnich badań naukowcy z Instytutu Genetyki i Medycyny Telethon (TIGEM) we Włoszech włączyli dane o ekspresji ponad 18.000 genów kodujących setki struktur anatomicznych do obszernego, interaktywnego, cyfrowego i otwartego atlasu ekspresji genów. Udało im się zidentyfikować tkankowo-swoiste i nakładające się sieci genów. Uzyskane informacje rzucają nowe światło na rozwijające się struktury, w tym kresomózgowie (cerebrum), które jest dużym rejonem mózgu odpowiedzialnym za różne funkcje, w tym motoryczne.

    Zespół z powodzeniem skorelował fenotypy chorobowe z miejscami ekspresji genów i pozyskał informacje pomagające lepiej zrozumieć złożoną budowę segmentową mózgu ssaków. Dzięki atlasowi opracowanemu w ramach projektu EUREXPRESS, rozdzielczość komórkowa umożliwiła zespołowi rozpoznanie markerów genów, które charakteryzują dalszy podział molekularny organów, a także nowych, przypuszczalnych markerów rodowodu hematopoetycznego oraz ułatwiła kompleksowe mapowanie w całym organizmie kluczowych, rozwojowych ścieżek sygnałowych.

    "Jakość i rozdzielczość danych ujawniła nowe domeny molekularne kilku struktur rozwojowych, takich jak środmózgowie i nową budowę podwzgórza oraz dała wgląd w Wnt [ścieżkę sygnałową] uczestniczącą w różnicowaniu nabłonka w czasie rozwoju nerek" - czytamy w artykule.

    Profesor Andrea Ballabio z TIGEM twierdzi, że "prace te były możliwe jedynie dzięki ścisłej współpracy wszystkich zaangażowanych naukowców i dobrze ilustrują sukces, jaki można osiągnąć dzięki skoordynowanym i wspólnym działaniom. Atlas ekspresji genów będzie ważnym przewodnikiem przy odkrywaniu funkcji genów i mechanizmów chorób."

    Wypowiadając się na temat wspólnych prac w ramach badań, profesor Stylianos E Antonarakis z Uniwersytetu Genewskiego w Szwajcarii, współautor artykułu, stwierdził: "Skala zadania wymagała zespołu specjalistów, których wspólna wiedza ekspercka z różnych dziedzin była potrzebna do osiągnięcia wyniku przewyższającego sumę poszczególnych części. Dane dostępne bez ograniczeń i imponujące zdjęcia będą olbrzymią pomocą dla wszystkich naukowców pracujących nad funkcjonowaniem genomu i molekularnymi przyczynami niezliczonych zaburzeń genetycznych."

    Naukowcy podkreślają, że badania w dziedzinie genomiki pogłębiły naszą wiedzę na temat procesów fizjologicznych i patopsychologicznych, od chorób zakaźnych po nowotwory. Wyjaśniają, że generowanie dużych zbiorów danych i integracja zawartych w nich informacji to fundamentalne aspekty tego podejścia.

    "Ustalenie kiedy i gdzie następuje ekspresja genów ma zasadnicze znaczenie dla poznania czy przewidzenia fizjologicznej roli genów i białek oraz sposobu ich interakcji, w wyniku której powstają złożone sieci leżące u podstaw rozwoju i funkcjonowania organów"- czytamy w artykule. "Postęp w poznawaniu sieci genów następuje dzięki wielkoskalowym, równoległym podejściom, które pozwalają objąć złożoność sieci genów jako całości."

    W przyszłości dane te będzie można wykorzystywać do identyfikowania różnic regionalnych, które są trudne do ustalenia w strukturalnie złożonych organach, a także sygnatur ekspresji dla określonych populacji komórek.

    Wkład w badania wnieśli naukowcy z Francji, Hiszpanii, Niemiec, Szwajcarii, USA, Wlk. Brytanii i Włoch.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)

    Geny kodujące białka mechanizmów naprawy DNA człowiekaDNA 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.

    Integron – element genetyczny obecny w genomie bakterii zdolny do włączania dodatkowych genów w wyniku umiejscowionej rekombinacji. Nazwa może być stosowana zarówno do genu kodującego specyficzną miejscowo rekombinazę, jak i do struktury składającej się z genu integrazy wraz z kasetą genową, czyli przenoszonych genów oraz promotora transkrypcji, umożliwiającego ekspresję przeniesionych genów. Stwierdzono także istnienie integronów z kilkoma kasetami genów.

    Histon H1 – jeden z 5 głównych histonów. Jednak histon H1 nie tworzy struktury nukleosomu, jest on odpowiedzialny za formowanie i stabilizację chromatosomu. Najbardziej zmienny spośród wszystkich histonów, odpowiada za kondensację włókien chromatyny i za regulację aktywności genów. Występuje zarówno w aktywnej transkrypcyjnie, jak i w nieaktywnej chromatynie. Indukuje kondensacje włókien polinukleosomowych wpływając na regulację ekspresji genów przez bezpośrednie lub pośrednie blokowanie wiązania czynników transkrypcyjnych. Wyróżnia się specyfiką gatunkową i tkankową. Białka H1 zbudowane są z trzech odrębnych strukturalnie domen pełniących różne funkcje w strukturze chromatyny. Histon ten występuje w aktywnej transkrypcyjnie, jak i w nieaktywnej chromatynie. Indukuje kondensacje włókien polinukleosomowych wpływając na regulację ekspresji genów przez bezpośrednie lub pośrednie blokowanie wiązania czynników transkrypcyjnych.

    Remodeling chromatyny nazywany także rearanżacją chromatyny stanowi proces polegający na zmianie struktury chromatyny przy pomocy określonych kompleksów białkowych, którego celem jest regulacja ekspresji genów poprzez zmianę dostępności chromatyny dla czynników transkrypcyjnych. Pierwsze białka zdolne do remodelowania struktury przestrzennej chromatyny zostały odkryte na początku lat 90. XX wieku. Do chwili obecnej udało się dość dobrze zbadać budowę i mechanizm działania niektórych czynników białkowych biorących udział w tym procesie.

    Poziomy transfer genów, horyzontalny transfer genów (HTG), lateralny transfer genów (LTG) - zjawisko przechodzenie genów między organizmami różnych gatunków, najczęściej pozostającymi ze sobą w ścisłej relacji ekologicznej. Zjawisko jest odpowiedzialne za istnienie 10-20% genów w komórkach prokariotycznych i takie krytyczne dla ewolucji cechy jak oporność na antybiotyki, wirulencja, zdolność przeprowadzania fotosyntezy oraz asymilacji azotu atmosferycznego. W komórkach eukariotycznych proces zachodzi rzadziej, jednak prawdopodobnie był powszechny w początkowym etapie ewolucji eukariontów. Geny, będące wynikiem HGT, w tej domenie stanowią poniżej 1%.

    Poziomy transfer genów, horyzontalny transfer genów (HTG), lateralny transfer genów (LTG) - zjawisko przechodzenie genów między organizmami różnych gatunków, najczęściej pozostającymi ze sobą w ścisłej relacji ekologicznej. Zjawisko jest odpowiedzialne za istnienie 10-20% genów w komórkach prokariotycznych i takie krytyczne dla ewolucji cechy jak oporność na antybiotyki, wirulencja, zdolność przeprowadzania fotosyntezy oraz asymilacji azotu atmosferycznego. W komórkach eukariotycznych proces zachodzi rzadziej, jednak prawdopodobnie był powszechny w początkowym etapie ewolucji eukariontów. Geny, będące wynikiem HGT, w tej domenie stanowią poniżej 1%.

    Poziomy transfer genów, horyzontalny transfer genów (HTG), lateralny transfer genów (LTG) - zjawisko przechodzenie genów między organizmami różnych gatunków, najczęściej pozostającymi ze sobą w ścisłej relacji ekologicznej. Zjawisko jest odpowiedzialne za istnienie 10-20% genów w komórkach prokariotycznych i takie krytyczne dla ewolucji cechy jak oporność na antybiotyki, wirulencja, zdolność przeprowadzania fotosyntezy oraz asymilacji azotu atmosferycznego. W komórkach eukariotycznych proces zachodzi rzadziej, jednak prawdopodobnie był powszechny w początkowym etapie ewolucji eukariontów. Geny, będące wynikiem HGT, w tej domenie stanowią poniżej 1%.

    Dodano: 24.01.2011. 11:37  


    Najnowsze