Bilim insanları insan hücrelerinin DNA’yı nasıl okuduğuna dair en kapsamlı kataloğu yayınladı

Uluslararası bir bilim insanı ekibi, insan hücrelerinin genetik talimatlarını nasıl yorumladığına dair bugüne kadarki en kapsamlı kataloğu yayınladı. Araştırma, yüzlerce transkripsiyon faktörünün DNA'ya bağlanma tercihlerini haritalandırarak kimyasal modifikasyonların bu etkileşimleri nasıl yeniden şekillendirdiğini ortaya koyuyor.

Kod Kitabı

Toronto Üniversitesi'nden Timothy Hughes liderliğinde yürütülen ve 4 Ağustos'ta Nature dergisinde yayınlanan araştırma, beş deneysel platformu ve hesaplamalı analizleri birleştirerek 332 transkripsiyon faktörünü karakterize etti. Bu proteinler, genlerin ne zaman ve nerede aktif olacağını kontrol etmek için belirli DNA dizilerine bağlanırlar. Ekip, 4.800'den fazla deney gerçekleştirdi ve daha önce zayıf bir şekilde karakterize edilmiş 177 transkripsiyon faktörü için DNA'ya bağlanma motiflerini tanımlayarak insan gen düzenlemesinin bilinen sözlüğüne yaklaşık 130 farklı motif ekledi.phys+2

Sonuç, araştırmacıların "Kod Kitabı" olarak adlandırdığı bir kaynak oldu. Bu çalışmanın tamamlanmasıyla birlikte, 1.421 insan transkripsiyon faktörü artık bir DNA bağlanma motifi ile ilişkilendirilmiş durumda. İnsan genomu toplamda yaklaşık 1.600 transkripsiyon faktörü içeriyor, bu da kataloğun artık bu düzenleyici proteinlerin büyük çoğunluğunu kapsadığı anlamına geliyor.biorxiv+1

Çalışmanın eş yazarlarından EPFL'den Bart Deplancke, "Genomlarımız yaşam için gerekli talimatları içeriyor, ancak hücrelerin bu talimatları gerçekte nasıl okuduğunu anlamak biyolojinin en büyük zorluklarından biri olmaya devam ediyordu" dedi. "Bu çalışma bizi gen ifadesini kontrol eden proteinlerin tam bir sözlüğüne çok daha yaklaştırıyor."miragenews+1

DNA'nın Üzerindeki Kimyasal Bir Katman

Nature Communications'da yayınlanan eşlik eden bir makalede, Deplancke'nin ekibi, transkripsiyon faktörlerinin metillenmiş ve metillenmemiş DNA'ya nasıl bağlandığını aynı anda karşılaştıran mikroakışkan bir yöntem olan meSMiLE-seq'i tanıttı. Araştırmacılar 114 transkripsiyon faktörünü inceledi ve 48'i için bağlanma modelleri elde etti. Bunlardan 14'ü metillenmiş DNA'ya karşı daha yüksek afinite gösterdi veya alternatif metilasyona bağımlı motifler tanıdı, 13'ü ise metillenmiş dizilere daha az bağlanma gösterdi.biorxiv+2

Çalışmanın ilk yazarı Antoni Gralak, "DNA metilasyonu genleri sadece açıp kapatmıyor" dedi. "Genomun nasıl yorumlandığını değiştiriyor. Çalışmamız, birçok transkripsiyon faktörünün DNA dizisinin üzerinde yer alan ek bir bilgi katmanını etkili bir şekilde okuduğunu gösteriyor."phys

Hastalık Araştırmaları İçin Sonuçlar

Her iki çalışma birlikte, gen düzenlemesinin daha eksiksiz bir resmini sunuyor. "Kod Kitabı", transkripsiyon faktörlerinin yalnızca DNA dizisine dayanarak nereye bağlanabileceğini belirlerken, meSMiLE-seq çalışması kimyasal işaretlerin bu tanımayı nasıl daha da değiştirdiğini gösteriyor. İş birliği, Kuzey Amerika, Avrupa ve Rusya'daki iki düzineden fazla kurumdan destek aldı.miragenews

Toronto Üniversitesi'ne göre bulgular, insan genomu boyunca daha önce bilinmeyen on binlerce bağlanma bölgesine ışık tutuyor. Deplancke, çalışmanın bilim insanlarının hastalıklarla ilişkili genetik varyantları yorumlama biçimini iyileştirebileceğini ve aynı DNA dizilerinin neden farklı hücre tiplerinde farklı davrandığını açıklamaya yardımcı olabileceğini belirtti; bu sorular gelişim, yaşlanma ve kanseri anlamak için merkezi öneme sahip.actu.epfl+2