Johns Hopkins Wissenschaftler haben erfolgreich neue Techniken, um die Hefe-Genoms für Gene, die Ihnen dabei helfen, kopiert Chromosomen zusammen, Schutz der Integrität des Organismus der genetischen Materials während der Zellteilung.
Durch die Kombination von zwei Genom-weiten Screens, die Forscher konnten die engen Festlegung der Dutzende von Genen, die von den ersten Bildschirm, um nur 17, die beiden cut-offs - eine Reihe klein genug, um zu Kosten-und Zeit-effizienter zu prüfen, in einige Detail. Ihr Bericht erscheint in der April-Ausgabe von Molekularbiologie der Zelle.
"Daten, die aus den neuen Genom-Scanning-Techniken kann überwältigend. Reading alles Wissenswerte rund 50 Gene, um herauszufinden, welche neuen Erkenntnisse können lauern im Heuhaufen ist sehr schwierig", sagt Forrest Spencer, Ph.D., Associate Professor in Hopkins' McKusick-Nathans Institut für Genetische Medizin.
"Aber durch die Überschneidung von zwei Bildschirmen, wir waren in der Lage, herauszufinden, was Mutter Natur wurde versucht, uns zu sagen, das war nicht zu kompliziert für uns zu verstehen."
Während die Forscher hatten gehofft, ihre Bildschirme würde zeigen, neue Gene und ihre Funktionen, statt sie zuvor identifizierten Gene im Zusammenhang mit zwei anderen Aspekten der shepherding genetischen Materials während der Zellteilung.
Fünfzehn des markierten Gene wurden bereits bekannt, um zu gewährleisten, dass die Genauigkeit der DNA kopiert und zwei Chromosomen Hilfe bewegen zu gegenüberliegenden Enden der Zelle geteilt.
Doch die Forscher "Ergebnisse geben diese" alten "Gene neue Arbeitsplätze, sie mit Zusammenhalt, die wenig verstanden Prozess der Führung eines Chromosoms und seine Kopie zusammen, bis die Zelle ist bereit, in zwei Teile geteilt.
Wenn die "Schwester" Chromosomen sind nicht zusammen bleiben, beide Kopien könnte am Ende auf einer Seite der Zelle geteilt. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Kopien könnten sich zusätzliche Umlagerungen, riskieren Verlust wichtiger Gene.
"Wenn es gibt keinen Zusammenhalt, die Zelle wird sterben", sagt Spencer. "Allerdings, wenn der Prozess funktioniert manchmal und manchmal nicht, einige Zellen überleben, aber ihre genetische Material wird verschlüsselt."
Es ist manchmal, dass-ja-manchmal-kein Problem, dass Spencer und ihr Team versuchen, herauszufinden, teilweise, weil es ist interessant, Biologie, sondern auch, weil genetische Instabilität spielt eine so große Rolle bei der Entwicklung von Krebs beim Menschen. Niemand weiß genau, an welchem Punkt Fehler geben Sie das genetische Material und sind nicht festgelegt, aber die Feinheiten der Chromosomen "Manipulation bei der Zellteilung scheint ein guter Anfang.
Postdoctoral Fellow Cheryl Warren, Ph.D., begann die Suche nach Screening-5916 Hefe Gene - alle auf einmal - für diejenigen, die für das Überleben in Ermangelung eines Gens namens ctf4, bereits bekannt ist, dass sie eine kritische Komponente des Zusammenhalts. Twenty-sechs Gene tauchte aus diesem Bildschirm, eine Art bekannt als "synthetische tödlich", da die Hefe überleben den Verlust einer der beiden ein, aber nicht beides, Gene.
Allerdings ist die synthetische tödliche Wirkung von einigen, wenn nicht viele, der Gene aus diesem Bild wäre aufgrund von Problemen mit Ausnahme der mangelhaften Zusammenhalt, konnten die Wissenschaftler zeigen. "Wir hatten, etwas anderes zu tun, um eine überschaubare Ausgangspunkt", sagt Warren.
Also, mit Hilfe sie eine Technik entwickelt, um festzustellen, ob ein Gen-Verluste bewirkt, dass die genetischen Materials zu werden verschlüsselt, Warren getestet diese 26 Gene, um zu sehen, wer von ihnen schien die meisten, die einen Beitrag zur genetischen Instabilität durch ihre Beteiligung an Zusammenhalt.
In diesen Experimenten, Marker wurden verstreut in der gesamten Hefe des genetischen Materials, so könnte sie leicht erkennen, ob Teile des Genoms verschoben oder ging fehlen, wenn ein Gen wurde Knocked-out.
Nur 17 der 26 identifizierten Genen verursacht genetische Instabilität, wenn fehlt in der Hefegenoms. Fünfzehn dieser Gene bei der doppelten Kontrolle, ob neu gebildeten Stränge der DNA der Zelle mit dem ursprünglichen genetischen Materials und mit der Aufforderung in "Reparatueren" wie notwendig (ein Prozess namens "S-Phase-Checkpoint").
Die beiden anderen Gene sind Teil der Maschine zuvor bekannt zu helfen, bewegen Sie die zwei Sätze von Chromosomen auf gegenüberliegenden Seiten der Zelle geteilt.
"Durch den Einsatz beide Bildschirme, wir haben eine Nummer, war klein genug, um das Follow-up auf, und doch groß genug, um einen Trend", sagt Warren. "Dies ist das erste Anzeichen dafür, dass Proteine, die bei der Prüfung der DNA-Sequenz sind auch im Einklang Schwester Chromosomen zusammen, und es ist ein guter Ausgangspunkt für das Verständnis mehr."
Die Forschung wurde finanziert durch das National Human Genome Research Institute, das Nationale Institut für General Medical Sciences und der National Heart, Lung, and Blood Institute, alle Komponenten des National Institutes of Health.
Autoren auf Grund des Berichts sind Warren, Spencer, Mark Eckley, Marina Lee, Joseph Hanna, Adam Hughes, Brian Peyser und Chunfa Jie des McKusick-Nathans Institut; und Rafael Irizarry der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health.
Johns Hopkins Medicine
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April 22, 2004
Auf der Internetseite:
http://www.molbiolcell.org/cgi/reprint/E03-09-0637v1.pdf