Análise elevada da produção do Epigenome
Análise elevada da produção do Epigenome
(La Jolla, CA) Os investigadores de Salk zumbem dentro no methylation genoma-largo e nos transcriptomes do ADN na única definição baixa. Até há pouco tempo, as marcas químicas que desarrumam o ADN dentro de nossas pilhas como as árvores que pontilham uma paisagem podiam somente ser estudadas um gene de cada vez. Mas o ADN novo da elevado-produção que arranja em seqüência a tecnologia permitiu investigadores no instituto de Salk para que os estudos biológicos tracem a posição precisa destas modificações individuais do ADN durante todo o genoma do thaliana de Arabidopsis da planta, e faz um mapa de seu efeito na atividade de alguns genes de Arabidopsis de aproximadamente 26.000.
“Por muito tempo a vista de prevalência sustentou que as modificações individuais não são críticas,” diz Joseph Ecker, Ph.D., um professor no laboratório de biologia da planta e diretor do laboratório da análise de Genomic do instituto de Salk. “Os genomas de uns eukaryotes mais elevados são salpicados com modificações mas a menos que você puder olhar detalhado uma grande escala não há nenhuma maneira de saber se uma marca particular é crítica ou não.”
O estudo de Salk, que aparece hoje na introdução em linha da pilha, pinta um retrato detalhado de um dinâmico e ever-changing, contudo altamente controlado, epigenome, a camada de controle genético além do regulamento inerente na seqüência dos genes ela mesma.
Poder estudar o epigenome no grande detalhe e em sua totalidade fornecerá investigadores uma compreensão melhor da produtividade de planta e forçará a resistência, a dinâmica do genoma humano, capacidade de pilhas de haste auto-renovar e como os fatores epigenéticos contribuem ao desenvolvimento dos tumores e da doença.
As descobertas fizeram nos últimos anos cada vez mais desobstruído que há distante mais às genéticas do que a seqüência dos blocos de apartamentos que compo nossos genes. Adicionar moléculas tais como grupos metílicos à espinha dorsal do ADN sem alterar as letras do alfabeto do ADN pode mudar como os genes interagem com as pilhas da maquinaria e da mão da transcrição da pilha uma ferramenta adicional para fine-tune a expressão de gene.
“O objetivo de nosso estudo era integrar níveis múltiplos de informação epigenética desde que nós ainda temos uma compreensão muito deficiente do regulamento genoma-largo do methylation e do seu efeito no transcriptome,” explica o investigador postdoctoral e o co-primeiro autor Lister de Ryan, Ph.D.
O transcriptome abrange todas as cópias ou transcritos do RNA feitas do ADN. O volume dos transcritos consiste no mensageiro RNAs, ou nos mRNAs, que serem como moldes para a manufatura das proteínas mas igualmente inclui RNAs pequeno regulador, ou smRNAs. Os últimos wield sua potência sobre a expressão de gene literalmente cortando brevemente as vidas dos mRNAs ou etiquetando seqüências específicas no genoma para o methylation.
Mas antes que o Lister poderia começar unravel as camadas múltiplas de regulamento epigenético que controlam a expressão de gene, teve que abrir caminho as tecnologias novas que permitiram que olhasse o methylation genoma-largo na definição da único-base e arranjasse em seqüência o transcriptome completo dentro de um marco temporal razoável.
Os cientistas de colaboração no centro do ARCO de excelência na biologia da energia da planta na universidade da Austrália Ocidental em Perth desenvolveram um navegador poderoso, com suporte na internet do genoma, que jogasse um papel crucial em destravar a informação escondido nas séries de dados maciças.
As pilhas empregam um exército inteiro das enzimas que adicionam grupos metílicos em locais específicos, mantêm testes padrões estabelecidos ou removem os grupos metílicos indesejáveis. Quando o Lister e seus colegas compararam pilhas normais com as pilhas que faltam a combinação diferente de enzimas descobriu que as pilhas põr muito esforço em manter determinadas áreas do genoma methylation-livres.
No flipside, os investigadores de Salk encontraram que quando bateram para fora uma classe inteira de methylases, um tipo diferente de methylase pisaria na ruptura para faltantes. Isto que encontra é relevante para uma classe nova de drogas de cancro que trabalham mudando o teste padrão do methylation em pilhas do tumor.
“Você pôde suceder em remover um tipo de methylation mas para terminar acima com aumento de um tipo diferente,” diz Ecker. “Mas muito logo nós poderemos olhar e ver que tipo de mudanças compensatórias está acontecendo e evitar conseqüências sem intenção.”
Os estudos precedentes tinham encontrado que um subconjunto dos smRNAs poderia dirigir enzimas do methylation à região de ADN genomic a que alinharam. As séries de dados genoma-largas de cobertura do methylome e do smRNA confirmaram o methylation aumentado precisamente dentro do estiramento do ADN que combinou a seqüência do smRNA. Inversamente, os locus pesadamente misturados do smRNA tenderam a spawn mais smRNAs.
“Nós olhamos um genoma da planta mas nosso método pode ser aplicado a todo o sistema, incluindo seres humanos,” diz o Lister. Embora o genoma humano seja aproximadamente 20 vezes mais grande do que o genoma de Arabidopsis - sistema modelo favorito dos biólogos da planta especialmente por causa de seu genoma compacto - Ecker prevê que dentro de um ano ou assim, arranjar em seqüência a tecnologia terá avançado distante o suficiente para põr os 3 bilhão pares baixos do genoma humano e de seus camaradas metílicos dentro do alcance.
“Este é realmente apenas o começo de unmasking o papel destes mecanismos reguladores epigenéticos poderosos nos eukaryotes,” diz Ecker.
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