pourbehesht
21st November 2013, 12:35 AM
Un-Junking Junk DNA
http://vimb.ir/content/news/370/370l.jpg به گزارش پژوهشکده مجازی بیوتکنولوژی پزشکی، چشم انداز جدیدی توسط محققان دانشکده پزشکی دانشگاه کالیفرنیا برای استفاده از ابزار های مولکولی در تنظیم بیان ژن ارائه شد.
دکتر Michael T. Lovci (نویسنده اول مقاله) می گوید: ما مکانیسم جدیدی را آشکار کردیم که به پروتئین هایی که اسپلایسینگ (پروتئین متصل به RNA) را هدایت می کنند. این اجازه داده می شود تا اثر تنظیمی را از یک فاصله دورتر از آن چیزی که تاکنون تصور می شد را القاء کنند.
محققان کالیفرنیا، سنگاپور و برزیل زمانی این یافته ها را پیدا کردند که در حال کار کردن برای درک سیگنال های هدایت کننده عملکرد سلولی بودند. طبق گفته Lovci، این کار باعث توسعه اهداف بالقوه درمانی برای تصحیح نقص های مولکولی از طریق مواد ژنتیکی موسوم به الیگونوکلئوتید های RNA آنتی سنس (ASOs) می شود.
به گفته دکتر Gene Yeo (محقق اصلی این کار، دانشیار سلولی مولکولی پزشکی و عضو برنامه تحقیقاتی سلول های بنیادی و موسسه پزشکی ژنومیک در UC سندیگو): این مطالعه به یک دهه سوالات زیست شناسی پاسخ داد. زمانی که توالی ژنوم انسانی در دهه پیش بطور کامل جمع آوری شد، متوجه شدیم که کمتر از 3 درصد ژنوم انسان دارای اطلاعاتی است که پروتئین را کد می کند. این موضوع مشکلات متعددی را برای دانشمندان بوجود آورد و اینکه 97 درصد دیگر چه کاری انجام می دهد؟
نقش مابقی ژنوم ناشناخته بود و بنابراین به عنوان junk DNA در نظر گرفته می شد. پس از آن، توالی یابی سایر ژنوم های غیر انسانی به دانشمندان این اجازه را داد تا توالی ژنوم هایی را که بطور قابل توجه ای در طول صد ها میلیون سال از تکامل حفظ شده اند را تعیین کنند.
دانشمندان با استفاده از این حفاظت تکاملی به عنوان یک معیار، راه های متنوعی را شرح داده اند که سلول ها از این مناطق غیر کد کننده پروتئین استفاده می کنند. برای مثال، برخی به عنوان سایت های الحاق DNA برای پروتئین بودند که رونویسی RNA را فعال و یا سرکوب می کرد. سایرین که تمرکز این مطالعه نیز بر آنها می باشد، اسپلایسینگ متناوب mRNA را تنظیم می کردند.
سلول های یوکاریوتی برای ایجاد تنوع پروتئین در رشد و پاسخ به محیط از اسپلایسینگ جایگزین pre-mRNA استفاده می کنند. سلول ها با انتخاب مناطق pre-mRNA به طور متوسط ده نسخه از هر یک از بیش از 20،000 ژن در ژنوم را ایجاد می کنند. پروتئین های متصل شونده به RNA، رده ای از پروتئین هایی هستند که به این مناطق مرتبط می باشند اما اطلاعات بسیار کمی در مورد چگونگی کارکرد نقش آنها در دسترس است.
Lovci گفت: فضای کد کننده پروتئین برای بسیاری از ژن ها در بخش هایی توزیع شده است که به مانند جزیره دراقیانوس می باشد. ماشین پردازش RNA (از جمله پروتئین های متصل شونده به RNA ) برای ساخت پروتئین های عملکردی بایستی این بخش های کوچک را جمع کرده و به دقت آنها را به هم پیوند بزند. کار ما نشان می دهد که نه تنها توالی نزدیکی این جزایر برای تنظیم ژن مهم است، بلکه توالی های محفاظت شده تکاملی بسیار دور از این جزایر نیز برای هماهنگی درتصمیمات اسپلایسینگ مهم هستند.
از آنجا که این فرضیه مخالف وجود مدل هایی برای تنظیم اسپلایسینگ جایگزین است، نویسندگان به دنبال تعریف مکانیسمی هستند که توسط آن تنظیم اسپلایسینگ می تواند رخ بدهد. آنها ساختار های RNA را شناسایی کردند که در بین جایگاه های تنظیمی و جزایر دور کد کننده پروتئین قرار دارند.
محققان گفتند که این یافته ها دارای پیامدهای قابل پیش بینی در مطالعه بیومدیکال می باشد، از جمله پروتئینهای متصل شونده به RNA (RBFOX1 وRBFOX2) ارتباط قوی با اختلالات تکاملی مانند اوتیسم و همچنین انواع خاصی از سرطان نشان می دهد. از آنجا که این دو پروتئن ها در بالادست آبشار اثرات عمل می کنند درک اینکه آنها چگونه تصمیمات اسپلایسینگ جایگزین را هدایت می کنند ممکن است منجر به پیشرفت در درمان های هدفمندی شود که تصمیمات اسپلایسینگ نامناسب را که زمینه ساز بسیاری از بیماری ها است را تصحیح می کند.
مرجع:
Michael T Lovci, Dana Ghanem, Henry Marr, Justin Arnold, Sherry Gee, Marilyn Parra, Tiffany Y Liang, Thomas J Stark, Lauren T Gehman, Shawn Hoon, Katlin B Massirer, Gabriel A Pratt, Douglas L Black, Joe W Gray, John G Conboy, Gene W Yeo. Rbfox proteins regulate alternative mRNA splicing through evolutionarily conserved RNA bridges. Nature Structural & Molecular Biology, 2013; DOI: 10.1038/nsmb.2699
منبع : Vimb
http://vimb.ir/content/news/370/370l.jpg به گزارش پژوهشکده مجازی بیوتکنولوژی پزشکی، چشم انداز جدیدی توسط محققان دانشکده پزشکی دانشگاه کالیفرنیا برای استفاده از ابزار های مولکولی در تنظیم بیان ژن ارائه شد.
دکتر Michael T. Lovci (نویسنده اول مقاله) می گوید: ما مکانیسم جدیدی را آشکار کردیم که به پروتئین هایی که اسپلایسینگ (پروتئین متصل به RNA) را هدایت می کنند. این اجازه داده می شود تا اثر تنظیمی را از یک فاصله دورتر از آن چیزی که تاکنون تصور می شد را القاء کنند.
محققان کالیفرنیا، سنگاپور و برزیل زمانی این یافته ها را پیدا کردند که در حال کار کردن برای درک سیگنال های هدایت کننده عملکرد سلولی بودند. طبق گفته Lovci، این کار باعث توسعه اهداف بالقوه درمانی برای تصحیح نقص های مولکولی از طریق مواد ژنتیکی موسوم به الیگونوکلئوتید های RNA آنتی سنس (ASOs) می شود.
به گفته دکتر Gene Yeo (محقق اصلی این کار، دانشیار سلولی مولکولی پزشکی و عضو برنامه تحقیقاتی سلول های بنیادی و موسسه پزشکی ژنومیک در UC سندیگو): این مطالعه به یک دهه سوالات زیست شناسی پاسخ داد. زمانی که توالی ژنوم انسانی در دهه پیش بطور کامل جمع آوری شد، متوجه شدیم که کمتر از 3 درصد ژنوم انسان دارای اطلاعاتی است که پروتئین را کد می کند. این موضوع مشکلات متعددی را برای دانشمندان بوجود آورد و اینکه 97 درصد دیگر چه کاری انجام می دهد؟
نقش مابقی ژنوم ناشناخته بود و بنابراین به عنوان junk DNA در نظر گرفته می شد. پس از آن، توالی یابی سایر ژنوم های غیر انسانی به دانشمندان این اجازه را داد تا توالی ژنوم هایی را که بطور قابل توجه ای در طول صد ها میلیون سال از تکامل حفظ شده اند را تعیین کنند.
دانشمندان با استفاده از این حفاظت تکاملی به عنوان یک معیار، راه های متنوعی را شرح داده اند که سلول ها از این مناطق غیر کد کننده پروتئین استفاده می کنند. برای مثال، برخی به عنوان سایت های الحاق DNA برای پروتئین بودند که رونویسی RNA را فعال و یا سرکوب می کرد. سایرین که تمرکز این مطالعه نیز بر آنها می باشد، اسپلایسینگ متناوب mRNA را تنظیم می کردند.
سلول های یوکاریوتی برای ایجاد تنوع پروتئین در رشد و پاسخ به محیط از اسپلایسینگ جایگزین pre-mRNA استفاده می کنند. سلول ها با انتخاب مناطق pre-mRNA به طور متوسط ده نسخه از هر یک از بیش از 20،000 ژن در ژنوم را ایجاد می کنند. پروتئین های متصل شونده به RNA، رده ای از پروتئین هایی هستند که به این مناطق مرتبط می باشند اما اطلاعات بسیار کمی در مورد چگونگی کارکرد نقش آنها در دسترس است.
Lovci گفت: فضای کد کننده پروتئین برای بسیاری از ژن ها در بخش هایی توزیع شده است که به مانند جزیره دراقیانوس می باشد. ماشین پردازش RNA (از جمله پروتئین های متصل شونده به RNA ) برای ساخت پروتئین های عملکردی بایستی این بخش های کوچک را جمع کرده و به دقت آنها را به هم پیوند بزند. کار ما نشان می دهد که نه تنها توالی نزدیکی این جزایر برای تنظیم ژن مهم است، بلکه توالی های محفاظت شده تکاملی بسیار دور از این جزایر نیز برای هماهنگی درتصمیمات اسپلایسینگ مهم هستند.
از آنجا که این فرضیه مخالف وجود مدل هایی برای تنظیم اسپلایسینگ جایگزین است، نویسندگان به دنبال تعریف مکانیسمی هستند که توسط آن تنظیم اسپلایسینگ می تواند رخ بدهد. آنها ساختار های RNA را شناسایی کردند که در بین جایگاه های تنظیمی و جزایر دور کد کننده پروتئین قرار دارند.
محققان گفتند که این یافته ها دارای پیامدهای قابل پیش بینی در مطالعه بیومدیکال می باشد، از جمله پروتئینهای متصل شونده به RNA (RBFOX1 وRBFOX2) ارتباط قوی با اختلالات تکاملی مانند اوتیسم و همچنین انواع خاصی از سرطان نشان می دهد. از آنجا که این دو پروتئن ها در بالادست آبشار اثرات عمل می کنند درک اینکه آنها چگونه تصمیمات اسپلایسینگ جایگزین را هدایت می کنند ممکن است منجر به پیشرفت در درمان های هدفمندی شود که تصمیمات اسپلایسینگ نامناسب را که زمینه ساز بسیاری از بیماری ها است را تصحیح می کند.
مرجع:
Michael T Lovci, Dana Ghanem, Henry Marr, Justin Arnold, Sherry Gee, Marilyn Parra, Tiffany Y Liang, Thomas J Stark, Lauren T Gehman, Shawn Hoon, Katlin B Massirer, Gabriel A Pratt, Douglas L Black, Joe W Gray, John G Conboy, Gene W Yeo. Rbfox proteins regulate alternative mRNA splicing through evolutionarily conserved RNA bridges. Nature Structural & Molecular Biology, 2013; DOI: 10.1038/nsmb.2699
منبع : Vimb