Vísindamenn birta stærstu skrá yfir hvernig mannsfrumur lesa DNA

Alþjóðlegt teymi vísindamanna hefur birt það sem þeir lýsa sem umfangsmestu skrá til þessa yfir hvernig mannsfrumur túlka erfðaleiðbeiningar sínar, kortleggja DNA-bindingarvalkosti hundraða umritunarþátta og leiða í ljós hvernig efnafræðilegar breytingar móta þessi samskipti.

Kóðabókin

Rannsóknin, undir forystu Timothy Hughes við Háskólann í Toronto og birt í Nature þann 4. ágúst, sameinaði fimm tilraunavettvanga með tölvugreiningum til að einkenna 332 umritunarþætti, prótein sem bindast sérstökum DNA-röðum til að stjórna hvenær og hvar gen eru virk. Teymið framkvæmdi meira en 4.800 tilraunir og auðkenndi DNA-bindandi mynstur fyrir 177 umritunarþætti sem áður voru illa skilgreindir, og bætti um 130 aðgreindum mynstrum við þekkta orðaforða genastjórnunar manna.phys+2

Niðurstaðan er auðlind sem vísindamennirnir kalla „Kóðabókina.“ Með henni eru 1.421 umritunarþættir manna nú tengdir við DNA-bindandi mynstur. Mannsgeniði inniheldur alls um 1.600 umritunarþætti, sem þýðir að skráin nær nú yfir mikinn meirihluta þessara stjórnunarpróteina.biorxiv+1

„Erfðamengi okkar innihalda leiðbeiningar fyrir lífið, en skilningur á því hvernig frumur lesa þessar leiðbeiningar hefur verið ein helsta áskorun líffræðinnar,“ sagði Bart Deplancke við EPFL, einn af samsvarandi höfundum rannsóknarinnar. „Þetta verk færir okkur mun nær fullkominni orðabók yfir próteinin sem stjórna genatjáningu.“miragenews+1

Efnafræðilegt lag ofan á DNA

Í fylgirannsókn sem birt var í Nature Communications kynnti teymi Deplancke meSMiLE-seq, örvökvunaraðferð sem ber samtímis saman hvernig umritunarþættir bindast metýleruðu og ómetýleruðu DNA. Vísindamennirnir rannsökuðu 114 umritunarþætti og fengu bindilíkön fyrir 48. Af þeim sýndu 14 meiri sækni í metýlerað DNA eða þekktu önnur metýleringaháð mynstur, á meðan 13 sýndu minni bindingu við metýleraðar raðir.biorxiv+2

„DNA-metýlering kveikir ekki einfaldlega á eða slökkvir á genum,“ sagði Antoni Gralak, fyrsti höfundur rannsóknarinnar. „Hún breytir því hvernig erfðamengið er túlkað. Verk okkar sýnir að margir umritunarþættir lesa í raun viðbótarlag af upplýsingum sem situr ofan á DNA-röðinni.“phys

Afleiðingar fyrir sjúkdómarannsóknir

Saman bjóða rannsóknirnar tvær upp á heildstæðari mynd af genastjórnun. Kóðabókin ákvarðar hvar umritunarþættir geta bundist út frá DNA-röðinni einni saman, á meðan meSMiLE-seq vinnan sýnir hvernig efnafræðileg merki breyta þeirri viðurkenningu frekar. Samstarfið byggði á meira en tveimur tugum stofnana víðs vegar um Norður-Ameríku, Evrópu og Rússland.miragenews

Samkvæmt Háskólanum í Toronto varpa niðurstöðurnar ljósi á tugþúsundir áður óþekktra bindistaða um allt erfðamengi mannsins. Deplancke sagði að verkið gæti bætt hvernig vísindamenn túlka erfðabreytileika sem tengjast sjúkdómum og hjálpað til við að útskýra hvers vegna eins DNA-raðir haga sér mismunandi eftir frumugerðum, spurningar sem eru miðlægar í skilningi á þroska, öldrun og krabbameini.actu.epfl+2