معلومة

لماذا طول UTR في التسلسل الجيني للجين X أطول بكثير من نفس المنطقة في تسلسل Refseq mRNA المقابل؟

لماذا طول UTR في التسلسل الجيني للجين X أطول بكثير من نفس المنطقة في تسلسل Refseq mRNA المقابل؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنا أتصفح في متصفح الجينوم UCSC ووجدت أن طول UTRs لجين KIAA0040 في التسلسل الجيني أطول بكثير من تسلسل Refseq mRNA المقابل. في الواقع ، يبلغ الطول الإجمالي لتسلسل Refseq mRNA 4.721 وطول تسلسله الجينومي حوالي 36107 نقطة أساس ، ويبلغ طول CDS 300 نقطة أساس فقط. كيف نفسر هذا الحدث؟ يحتوي هذا الجين على 4 نسخ مختلفة وأعرف شيئًا عن أن UTR يمكن أن يمتد إلى عدة exons ، لكنني لست متأكدًا من ذلك وأود أن أسمع المزيد منك.


تشارك UTRs في تنظيم ما بعد النسخ. راجع مقالات ويكيبيديا حول 5 'و 3' UTRs. يسمح التضفير البديل لـ UTR بكشف / إخفاء مواقع التنظيم هذه ، والتي قد تكون مفيدة بعد ذلك للتنظيم التفاضلي في الأنسجة المختلفة.


يكشف تحليل 5 مناطق جينية عن حفظ غير عادي للتسلسلات الجديدة غير المشفرة في مجموعة واسعة من الحيوانات

البصمة التطورية هي طريقة مقارنة تعتمد على مبدأ أن عناصر التسلسل الوظيفي ستكتسب طفرات أقل بمرور الوقت من التسلسلات غير الوظيفية. وبالتالي ، فإن المقارنات الناجحة للأنواع ذات الصلة البعيدة ستنتج عناصر تسلسل مهمة للغاية من المحتمل أن تؤدي أدوارًا بيولوجية أساسية. العناصر التنظيمية للحمض النووي الريبي (RNA) أقل فهمًا من تلك الموجودة في الحمض النووي. في هذه الدراسة نستخدم الكائن النموذجي الناشئ ناسونيا فيتريبينيس، دبور طفيلي ، في تحليل مقارن ضد 12 جينوم حشرة لتحديد العناصر غير المشفرة المحفوظة بعمق (CNEs) المحفوظة في مجموعات كبيرة من الحشرات ، مع التركيز على 5 'UTRs وتسلسلات المروج.

نتائج

أبلغنا عن تحديد 322 CNE تم حفظها عبر مجموعة واسعة من أوامر الحشرات. ترتبط المناطق المحددة بالجينات التنظيمية والتنموية ، وتحتوي على آثار أقدام قصيرة تكشف عن جوانب وظيفتها المحتملة في التنظيم الانتقالي. تم العثور على المناطق الأقدم التي تم تحديدها في تحليلنا تتداخل مع مناطق الجينات المنسوخة ، مما يعكس حفظًا أقوى للعناصر التنظيمية الترجمية من عناصر النسخ. مزيد من التوسع في تحليلات التسلسل للأنواع غير الحشرات ، قمنا أيضًا بالإبلاغ عن اكتشاف ، على حد علمنا ، أقدم اثنين من CNE وأكثرها انتشارًا في كل مكان حتى الآن موصوفان في مملكة الحيوان (700 MYA). ترتبط هذه العناصر القديمة غير المشفرة المحفوظة بجينَي ساق الريبوسومات ، RPLP1 و RPLP2، ومن المحتمل جدًا أن تكون وظيفية في بعض أقدم الحيوانات.

الاستنتاجات

لقد أبلغنا عن تحديد أكثر أنواع CNE المحفوظة بعمق حتى الآن ، والعديد من العناصر الأخرى المحفوظة بعمق والتي هي بدون استثناء ، وهي جزء من 5 'مناطق غير مترجمة من النصوص ، وتحدث في عدد من الجينات التنظيمية الترجمية الرئيسية ، مما يبرز التنظيم الترجمي للترجمة. المنظمين كميزة محفوظة لجينومات الحشرات.


MCB 305 امتحان 3

بروتين bicoid هو عامل نسخ يعمل كمورفوجين أمامي في أوائل ذبابة الفاكهة المخلوية ، في حين أن البروتين الذيلية هو عامل نسخ يعمل كمورفوجين خلفي. ومن المثير للاهتمام ، أن بروتين bicoid يعمل أيضًا كمغسلة للمورفوجين الذيلية. كيف تفعل هذا؟

ذبابة تحمل جينًا متحورًا مع GAL4 منصهرًا إلى مروج مهم يتم عبورها إلى ذبابة تحمل جينًا متحورًا مع محفز للصدمات الحرارية

يتم عبور الذبابة التي تحمل جينًا متحورًا مع GAL4 مندمجة إلى مروج مهم إلى ذبابة تحمل جينًا متحورًا مع موقع ربط GAL4 في مروجها.

تتعرض الذبابة التي تحمل جينًا متحورًا مع موقع ارتباط GAL4 في محفزها لصدمة حرارية.

إنه مصمم على أن يصبح قرنًا ثالثًا.

من المقرر أن يصبح قرنًا ثالثًا

من المقرر أن تصبح القناة الهضمية

التجربة: عزل الخليتين وتنميتهما إلى مرحلة اليرقات النتيجة: ستتطور الخليتان إلى يرقات جزئية فقط.

التجربة: عزل الخليتين وتنميتهما إلى مرحلة اليرقات النتيجة: ستتطور كل خليتين إلى يرقات كاملة وإن كانت أصغر.

التجربة: قم بتنمية الجنين المكون من خليتين إلى مرحلة اليرقة ، ثم افصل الخلايا. النتيجة: كل خلية قادرة على تكوين يرقة جديدة كاملة.

يمكن أن يؤدي التضفير البديل للإنترونات إلى إنتاج بروتينات مختلفة ولكنها متشابهة من نفس الجين في نوعين من الخلايا.

يمكن أن تؤدي التغييرات في مثيلة الحمض النووي و / أو تعديل هيستون إلى تحديد & quotsilencing & quot لبعض الجينات في نوع خلية واحدة ، ولكن ليس في نوع آخر.

يمكن التعبير عن mRNA من نفس الجين في نوعين مختلفين من الخلايا ، ولكن في نوع خلية واحد ، يكون للـ mRNA نصف عمر قصير جدًا ، بينما في نوع الخلية الآخر ، قد يستمر mRNA لفترة أطول.

في نوع خلية واحد ، قد يرتبط البروتين التنظيمي بـ UTR 5 من mRNA الناضج ، مما يقلل من قدرته على الترجمة ، بينما في نوع خلية آخر ، لا يوجد بروتين منظم ، لذلك يتم ترجمة mRNA بشكل متكرر ، مما يؤدي إلى زيادة مستويات البروتين.

في نوع خلية واحد ، يتم التعبير عن مجموعة من ثلاثة بروتينات منشط ، مما يؤدي إلى مستويات عالية من النسخ من جين معين ، بينما في نوع خلية آخر ، يتم التعبير عن اثنين فقط من البروتينات المنشط ، مما يؤدي إلى مستويات أقل من نسخ هذا الجين.


MCB 110

70 أضعاف. يؤدي تحور O2 أو O3 فقط إلى تقليل القمع بمقدار ضعفين.
هناك العديد من مواقع الربط المتماثل والتي تريد التأكد من وجود تسلسل كافٍ لإبقائها مغلقة عند الحاجة إلى الإغلاق
• يعمل المشغلون الثانويون على زيادة التركيز المحلي لضاغط lac (

- وجود الجلوكوز واللاكتوز ، انخفاض كامب. على الرغم من أننا قمنا الآن بإعاقة المكبّر ، إلا أنك أخذت استراحة ، لكنك لم تضع المسرع قيد التشغيل. لديها القليل جدا من النسخ.

يتم & quot؛ تبديل الجين في & quot- منطقة نسخ نشطة (جزء من الكروموسوم يحمل الجينات التي يجب نسخها في خلية معينة. يجب أن يكون هناك مكان لبوليميراز RNA للجلوس فيه والقيام بعمله.)
1. لا يتم ميثلة الحمض النووي في الموضع C. يعني أنها مناطق صامتة من الكروموسوم.
2. الأهم من ذلك ، أن الأوكتامرات هيستون (8 وحدات فرعية) توجد مناطق من هذه الهستونات غير منظمة (تتخبط حولها). يمكن تعديل الهياكل بواسطة Lys أو Arg ، إلخ. بعض الإنزيمات المشاركة في هذا التعديل.
أنا. HAT: هيستون أسيتيل ترانسفيراز. نقل مجموعة الأسيتيل إلى مكونات معينة من جينات الهيستون. علامات الجينات النشطة.
3. يجب أن تخفف الهيكل. انتقل من الكروموسوم المضغوط للغاية المغلق إلى حالة فضفاضة أكثر نشاطًا.
غير معروض: عندما تكون في حالة مضغوطة حقًا (تسمى المناطق غير المتجانسة) ، فأنت لا تمتلك فقط أوكتامرات هيستون ، بل لديك هيستون H1 أو H5 ، وهيستونات متخصصة تسمى الروابط التي تزيد من تماسك الهيكل.

بروتين رابط TATAA. يتعرف على تسلسل تاتا. أقرب شيء في حقيقيات النوى إلى سيجما ، لأن هذا البروتين سيشكل مركبًا مع RNA Pol (معقد ما قبل البدء)

أولًا من بين العديد من التقنيات حول محاولة معرفة المكان الذي قد تكمن فيه منطقة الاهتمام لعامل ربط المروج أو المُحسِّن. أحد الأشياء التي تم اكتشافها في الثمانينيات ، هو أنك إذا أخذت الكروماتين فإنك تخرج برفق شديد من النواة ، وقمت بضربها بكمية خفيفة من الحمض النووي ، الحمض النووي المتقطع المزدوج. سيقلل من الجينوم بأكمله ، وحيثما كان الحمض النووي العاري (غير المحمي بالنيوكليوسوم) متاحًا ، فسيتم قطعه. في الأساس سوف يقرأ الكروماتين بالكامل - كل كروموسوم ويقطع أينما كان يمكن الوصول إليه. استغرقنا بعض الوقت لمعرفة أنه إذا قمت بإجراء مثل هذه التجربة ، ثم حدد بدقة جميع الأماكن التي يمكن الوصول فيها إلى الحمض النووي ، فهو في الواقع بديل جيد ولكن تقريبي لرسم خرائط لجميع المواقع التي قد تكون فيها عوامل النسخ.

ماذا يحدث مع أي من هذه التقنيات ، مثل ما إذا كان الموقع شديد الحساسية أو الموقع المحفوظ ، أو أي موقع آخر ، كما تعلم ، لديك مرشح ، لديك منطقة تعتقد أنها مهمة.

تمثيل رسومي لحفظ تسلسل الحمض النووي داخل المنطقة المقابلة (

6-Kb) في خمسة جينومات مختلفة يكشف عن منطقة

الجزء 2: الحيلة هي أنك تريد إعادة ذلك إلى الخلية التي تهتم بها. يجب أن تفهم نوع الخلية الذي تبحث عنه وتدرسه وأي جين مهم. أنت الآن تقدم مجموعة من البلازميدات بأجزاء مختلفة من منطقة الترويج للمحسن. يمكن أن يدخل في نوع الخلية المناسب. ثم يكون الجين المراسل عادةً إنزيمًا يمكنك قياسه وقياسه بسهولة. في بعض الأحيان ، ضع شيئًا فلورسنتًا عليه حتى تتمكن من إلقاء نظرة على كمية الضوء التي ينتجها. هذا سوف يقيس نشاط المراسل. طرق متعددة لقياس هذا. إحدى الطرق هي قياس كمية الحمض النووي الريبي التي يتم إنتاجها. طريقة أخرى هي النظر إلى كمية البروتين التي ستأتي من هذا الحمض النووي الريبي. نحن نستخدم كلا الطريقتين.
ثم ستلاحظ أنه من بين هذه البلازميدات ، يكون أطولها نشطًا ثم في النهاية لن يكون الأصغر نشطًا لأنك قطعت المنطقة المهمة.
عنصر تحكم مهم: كرر التجربة وضعها في نوع خلية مختلف ولا ينبغي أن يكون لها هذا النشاط. ما لم تختر الجين الذي يتم التعبير عنه في كلا النوعين من الخلايا لأنه سيحصل على نشاط في كلا النوعين.

(أ) تحتوي جينات الكائنات متعددة الخلايا على عناصر محفز قريبة ومعززات (يشار إليها مجتمعة باسم عناصر التحكم المؤثرة في رابطة الدول المستقلة) بالإضافة إلى عنصر (عناصر) المحفز الأساسي. عناصر التحكم المؤثرة في رابطة الدول المستقلة ملزمة
بواسطة عوامل النسخ العابرة.
(ب) يمكن أن تعمل المعززات من مسافة بعيدة. التفاعلات طويلة المدى
يتحقق من خلال تشكيل DNA حلقي.

RNA Pol 2 موجود في النيوكليوبلازم. وهو الذي يشارك في نسخ جميع جينات البروتين (مما يجعل جميع الرنا المرسال) وكذلك بعض الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي الذي لا يغادر النواة مطلقًا ويشارك في التضفير وأنواع أخرى من معالجة الحمض النووي الريبي) وكذلك الرنا الميكروي. حساس جدا لألفا أمانيتين

يمكن تنشيط النسخ أو قمعه من خلال عمل العوامل المحفزة القريبة والبعيدة ، والتي تعمل أحيانًا من خلال العوامل المشتركة (الوسيط)

لقد درسنا هذا النظام بطريقة مبسطة. بدلاً من استخدام TFIID ، نستخدم TBP ، لكننا نعمل على مروج TATA. أنت بحاجة إلى بقية الأغطية للربط بجميع تسلسلات المروج الأساسي ، لكن TBP كافٍ لبدء البدء في سياق صندوق TATA.

ثم لدينا هذا المحرك الأساسي المرتبط بالخرز المطلي بالمعدن. هذه طريقة للتنقية بدون استخدام لون لأن لدينا مواد صغيرة جدًا. في أنبوب اختبار ، بحجم صغير جدًا ، لدينا الحمض النووي ونضيف العوامل التي نريدها ، ونتركها ترتبط بالحمض النووي ، ثم نغسل الخرزات للتخلص من أي شيء غير مرتبط. ثم نستعيد البروتين المرتبط بالحمض النووي عن طريق التقاط الحمض النووي بإنزيم تقييد.

نبني هذا المجمع قطعة واحدة في كل مرة. رؤية أين يذهب كل واحد. نحصل على الهياكل بينما نمضي قدمًا ونحدد أين تذهب وكيف تؤثر على الحمض النووي ، إلخ.

يمكننا الحصول على هياكل مع DNA مزدوج. يمكننا الحصول على هياكل مع فقاعة نسخ. في هذه الحالة ، قمنا بالغش عن طريق إنشاء فقاعة غير متطابقة. هذا يسمح لنا بالحصول على تقليد للهيكل الذي يعمل فيه المجمع على الازدواج المفتوح. يحدث ذلك عادةً مع نشاط ATPase لـ TFIIH
إذا قارنا هذين التركيبين وركزنا فقط على الحمض النووي. هذا الجزء هو ما يتم ربطه بواسطة TBP باللون الأحمر و TFIIB باللون الأزرق. هذا لا يتغير لأنه مرتبط بالحمض النووي بإحكام شديد.
هذا الجزء من الحمض النووي هو ما يتحرك ويشكل الفقاعة. يمكننا حتى إنشاء حالات أخرى لأنها ستولد الكثير من فقاعات النسخ بيتا. من شأن الرنا المرسال التكميلي والمعقد المرتبط به أن يولدا مركز التجارة الدولية (مجمع النسخ في البداية) ، وهو المكان الذي سيكون فيه القطب قبل ذلك بقليل
لأننا كنا قادرين على الحصول عليه في حالات مختلفة ، يمكننا أن نرى ما هي الحركات التي يمر بها كل من البروتينات والحمض النووي من خلال هذه الخطوات الأولية للحصول على الازدواج وفتح الحمض النووي.


ملخص

تتحكم الخلايا في التحولات الديناميكية في مستويات النسخ من خلال تنظيم النسخ والمعالجة و / أو التدهور من خلال استراتيجية تنظيمية متكاملة. هنا ، نقوم بدمج العلامات الأيضية لـ RNA ، و RNA-seq المستنفد للـ rRNA ، و DRiLL ، وهو إطار حسابي جديد ، لتحديد مواقع تحرير المستوى ومعدلات النسخ والمعالجة والتدهور لكل نص بدقة تقاطع لصق أثناء استجابة LPS لـ خلايا الفئران شجيري. أربع استراتيجيات تنظيمية رئيسية ، تهيمن عليها تغييرات نسخ الحمض النووي الريبي ، تولد معظم أنماط التعبير الجيني الزمني. الاستراتيجيات غير الكنسية التي تستخدم أيضًا تنظيم ديناميكي بعد النسخ تتحكم في أقلية فقط من الجينات ، ولكنها توفر ميزات معالجة إشارة فريدة. نحن نتحقق من صحة Tristetraprolin (TTP) كمنظم رئيسي لتدهور الحمض النووي الريبي في استراتيجية واحدة غير قانونية. إن تطبيق DRiLL على تنظيم RNAs غير المشفر والتكوين الجنيني لأسماك الزرد يوضح فائدته الواسعة. توفر دراستنا نهجًا كميًا جديدًا لاكتشاف أحداث النسخ وما بعد النسخ التي تتحكم في التغييرات الديناميكية في مستويات النسخ باستخدام بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي.


خيارات الوصول

احصل على الوصول الكامل إلى دفتر اليومية لمدة عام واحد

جميع الأسعار أسعار صافي.
سيتم إضافة ضريبة القيمة المضافة في وقت لاحق عند الخروج.
سيتم الانتهاء من حساب الضريبة أثناء الخروج.

احصل على وصول محدود أو كامل للمقالات على ReadCube.

جميع الأسعار أسعار صافي.


مناقشة

في هذا العمل ، طبقنا تحليل الوصول إلى النسخ والكروماتين لدراسة التغيرات الجينية التي تميز الزعانف عن الأطراف بشكل منهجي. نظرًا لتطور التسلسل البطيء وتوافر الأجنة لسمك قرش الخيزران ، تمكنا من مقارنة التنظيم النسخي للجينات بدقة عالية ووجدنا كلاً من التحولات غير المتجانسة والحفظ على شكل الساعة الرملية للتنظيم النسخي بين تطور الزعنفة والأطراف. هنا ، نناقش التفسيرات والقيود والآثار المترتبة على هذه النتائج.

أشارت بيانات النسخ المتسلسلة الزمنية الخاصة بنا إلى أن عددًا ملحوظًا من الجينات التي تظهر أعلى تعبير خلال المراحل المتأخرة من تطور برعم أطراف الفأر قد انخفض خلال المراحل المتأخرة من تطور زعانف القرش المصنوعة من الخيزران (الشكل 2). أبسط فرضية لهذا التحول الشامل غير المتجانس هي أن المراحل المتأخرة من تطور الأطراف اكتسبت تعبيرًا عن واحد أو عدد قليل من عوامل النسخ الأولية أو جزيئات الإشارة التي تنظم بشكل جماعي هذه المجموعة من الجينات. ومن المثير للاهتمام ، أننا لاحظنا أيضًا تعبيرًا مكثفًا نسبيًا عن الأهداف النهائية لمسار إشارات SHH في براعم أطراف الماوس ، مقارنةً ببراعم زعانف القرش المصنوعة من الخيزران (الشكل 3). نظرًا لأن التنظيم المستقل لـ SHH للجينات المستهدفة من خلال مجمع GLI3-HOX قد تم الإبلاغ عنه مسبقًا (Chen et al. ، 2004) ، فإن عدم التطابق بين ذروة التعبير عن صه وجيناتها المستهدفة قد تكون ناجمة عن مثل هذه الآليات التنظيمية المستقلة عن SHH والتي غائبة في تطوير زعانف سمك القرش من الخيزران. بالنظر إلى أن التفاعلات المباشرة والوراثية لـ GLI3 و HOX لها تأثير كبير على تكوين الأوتوبود ، فقد يكون ظهور هذا التفاعل مكونًا رئيسيًا للتحول الشامل غير المتجانس واكتساب التنظيم التنموي المرتبط بالأوتوبود في سلالات رباعي الأرجل. ومع ذلك ، نظرًا لأننا قارنا نوعين فقط ، فمن الممكن أيضًا أن تكون المراحل المتأخرة من تطور زعانف القرش قد فقدت هذا التنظيم الجيني المستقل عن SHH. بدلاً من ذلك ، نظرًا لأن المسافة التطورية بين هذين النوعين هي & # x000a0 & # x0003e400 مليون سنة ، فمن الممكن أيضًا أن كل واحد من هذه الجينات قد قام بتحويل تعبيره بشكل مستقل إلى المراحل اللاحقة من تطور الأطراف أو إلى المراحل المبكرة من تطور زعانف القرش. سيكشف أخذ عينات الأصناف الإضافية والتحليلات الوظيفية عن العلاقة بين التحول الشامل غير المتجانس وظهور الأوتوبود.

فيما يتعلق بالتغييرات المحتملة في تنظيم الجينات المستهدفة لـ SHH ، من خلال تحليل براعم زعنفة catshark ، اقترحنا سابقًا أن مجالات التعبير للجينات التي تنظمها SHH بشكل إيجابي قد تكون قد توسعت أمامياً أثناء الانتقال من الزعانف إلى الأطراف (Onimaru et al. ، 2015). لقد توقعنا أن هذا التعبير قد يكون مرتبطًا بفقدان العناصر الأولية والمتوسطية. في الآونة الأخيرة ، تم دعم هذه الفرضية جزئيًا من قبل مجموعة أخرى قارنت نمط التعبير الجيني لسمكة الرئة وتطور زعنفة السيشليد (Woltering et al. ، 2020) ، حيث يبدو أن براعم زعنفة سمك الرئة تظهر حالة وسيطة بين زعانف الأسماك غير القشرية وأطراف رباعي الأرجل من حيث توزيع التعبير الجيني على طول المحور الأمامي الخلفي. أكدت هذه المجموعة بشكل خاص أن غياب ووجود ديناميات التوسع الأمامي Hoxd13 يرتبط التعبير بالفرق بين الأشكال الميترولية لسمكة الرئة ورباعي الأرجل (انظر أيضًا Johanson et al. ، 2007 للحصول على تقرير متضارب). ومع ذلك ، فإن أهمية التغييرات في Hoxd13 يظل التعبير غير واضح بسبب السببين التاليين: (أ) Hoxd13 يبدو أن نمط التعبير يختلف تمامًا بين الأنواع & # x02014 التمدد الأمامي لـ Hoxd13 وقد لوحظ التعبير في البراعم الزعنفة للتزلج الصغير ، و catshark الصغير المرقط ، و بوليودون (Davis et al.، 2007 Freitas et al.، 2007 Nakamura et al.، 2015) ، بينما لا يوجد في أسماك الزرد والسمك (Ahn and Ho، 2008 Woltering et al.، 2020) و (b) في زعانف الأسماك ، مجال التعبير Hoxa13 ، وظيفته هي في الغالب زائدة عن الحاجة مع Hoxd13 ، يمتد عادةً من المناطق الأمامية إلى الخلفية في براعم زعانف الأسماك مثل الأطراف الرباعية الأرجل (Davis et al. ، 2007 Freitas et al. ، 2007 Nakamura et al. ، 2016). لذلك ، بينما يتغير في Hoxd13 من المحتمل أن يساهم مجال التعبير في درجة معينة من التنوع التشريحي ، وتأثيرها مشكوك فيه في سياق الانتقال من طرف إلى طرف. ومع ذلك ، فإن دراستنا السابقة و Woltering et al. تشير بشكل شائع إلى أن التوسع الأمامي لمجالات التعبير الجيني من المحتمل أن يكون مرتبطًا بالتغيرات التشريحية الجوهرية أثناء الانتقال من الزعانف إلى الأطراف. كما نوقش أعلاه ، نتوقع أن التحولات الجماعية غير المتجانسة التي لاحظناها في هذه الدراسة قد تكون مرتبطة باكتساب التنظيم المستقل لـ SHH للجينات المستهدفة.لذلك ، ما إذا كان التمدد الأمامي للتعبير الجيني المستهدف SHH مرتبطًا بالتحولات الجماعية غير المتجانسة سيكون أحد الأسئلة المثيرة للاهتمام التي يجب معالجتها في المستقبل.

لاحظنا أن ملفات تعريف التعبير الجيني يتم حفظها بدرجة عالية بين براعم زعانف قرش الخيزران في شارع. 27.5 & # x0201330 وبراعم الفأرة الأمامية في E10.5 (الشكل 4). تمشيا مع هذه النتيجة ، يكشف تحليل إمكانية الوصول إلى الكروماتين لدينا أن OCRs في E10.5 تميل إلى احتواء تسلسلات محفوظة تطوريًا (الشكل 5). في حين تم الإبلاغ عن حفظ النسخ أثناء منتصف التطور الجنيني من قبل العديد من المجموعات باستخدام أنواع مختلفة (على سبيل المثال ، Irie and Kuratani، 2011 Kalinka et al.، 2010) ، كان تحليل الحفاظ على التسلسل التنظيمي أثناء التطور الجنيني إما غير مكتمل أو مثير للجدل. على سبيل المثال ، من خلال تحليل علامات أستلة هيستون على العديد من الأعضاء النامية في أجنة الفئران ، نورد وآخرون ، 2013 ، تم الكشف عن التسلسلات التنظيمية المقترحة النشطة في E11.5 بواسطة أعلى قيد تطوري. ومع ذلك ، فقد استخدموا خطوط الخلايا الجذعية كبدائل للأعضاء في مراحل مبكرة. أظهرت دراسة أخرى أن الجينات التي يتم التعبير عنها في مرحلة تجزئة أجنة الزرد تميل إلى أن تكون محاطة بتسلسلات غير مشفرة محفوظة للغاية (Piasecka et al. ، 2013). على الرغم من أن نتائجهم تتماشى مع دراستنا الحالية كما هو موضح أدناه ، إلا أنهم لم يظهروا أن هذه التسلسلات غير المشفرة المحفوظة للغاية كانت نشطة بالفعل في مرحلة التجزئة. بالإضافة إلى هذه الدراسات ، هناك ملاحظة متضاربة مفادها أن المراحل الجنينية المبكرة ، بدلاً من المتوسطة ، تميل إلى أن يتم تنظيمها بواسطة OCRs المحفوظة (Uesaka et al. ، 2019). لذلك ، فإن دراستنا الحالية هي الأولى التي تظهر بشكل مقنع ارتباطًا واضحًا لحالة الحفظ بين البيانات النصية و OCRs. تشير نتائجنا إلى أن القيود التطورية على الجهاز التنظيمي للجينات موجودة خلال المرحلة المتوسطة من تطور الزعنفة والأطراف. ما الذي يدفع بالحفاظ على شكل الساعة الرملية لا يزال محل نقاش. ومن المثير للاهتمام ، وجدنا أنه تم إثراء OCRs الخاصة بالمرحلة والأنسجة في هذه الفترة المحفوظة ، والتي تم خلالها التعبير عن عدد منخفض نسبيًا من الجينات الخاصة بالمرحلة والأنسجة (الشكل 6). تشير هذه الملاحظات المتناقضة تمامًا إلى أن تطور الأطراف في المرحلة المتوسطة يتم إثرائه للجينات متعددة الاتجاهات التي تتحكم فيها معززات متعددة خاصة بالأنسجة ، بما في ذلك المعززات الخاصة بالأطراف ، بدلاً من المحفزات التأسيسية التي غالبًا ما تنظم جينات التدبير المنزلي. لذلك ، نتوقع أنه ، على الأقل في حالة تطور الأطراف ، فإن التسلسلات التنظيمية المعقدة التي تنفذ ضوابط نسخ محددة زمانيًا مكانيًا على الجينات متعددة الاتجاهات تقيد قابلية تطور هذه الفترة الخاصة من التشكل ، ربما بسبب ضعف التنظيم المعقد للطفرات الجينية.

في الختام ، تقدم الدراسة الحالية رؤى للأصل التطوري للتنظيم الجيني الذي يميز الزعانف عن الأطراف. على وجه الخصوص ، دفعتنا تحليلات النسخ المقارنة إلى افتراض أن التحولات الجماعية غير المتجانسة للتعبير الجيني ربما حدثت أثناء التطور من الزعانف إلى الأطراف. بالإضافة إلى ذلك ، تشير كل من بيانات النسخ والكروماتين المفتوحة إلى قيود تطورية أثناء تطور الأطراف في منتصف المرحلة ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى التعقيد التنظيمي للجينات. على الرغم من أن هذه الفرضيات تتطلب مزيدًا من أخذ عينات من الأصناف واختبارات تجريبية ، فإن هذه الدراسة تفتح آفاقًا جديدة ليس فقط لفهم الأساس الجيني للانتقال من الزعانف إلى الأطراف ولكن أيضًا الطبيعة العامة للتطور المورفولوجي.


لماذا طول UTR في التسلسل الجيني للجين X أطول بكثير من نفس المنطقة في تسلسل Refseq mRNA المقابل؟ - مادة الاحياء

ما هو المطلوب لتمديد العمر البيولوجي؟

1- فهم عملية الشيخوخة

- أكثر من 20 عامًا من الاقتراب من آليات الشيخوخة

2- تطوير معالجات للكائنات الحية تؤخر أو تعكس عملية الشيخوخة

3.3 الأهداف الرئيسية: زيادة البقاء على قيد الحياة في وقت مبكر ، وزيادة البقاء على قيد الحياة في وقت متأخر ، وتأخير الشيخوخة

4- تقنيات تنفيذ علاجات الشيخوخة: الأدوية ، العلاج الجيني ، العلاج بالخلايا ، إلخ.

  • استراتيجيات للشيخوخة المهندسة المهملة (SENS).
  • سبعة أسباب للشيخوخة وطرق العلاج المحتملة.
  • نهج & quot موجه نحو الهدف بدلاً من الفضول & quot في علم الشيخوخة.
  • يعتقد أن النقاش الاجتماعي الكبير القادم يبدأ عندما تتقدم أبحاث الشيخوخة إلى درجة أنه يمكن استخدام الأموال العامة لتسريع وصول العلاج الفعال للشيخوخة.

1. فقدان الخلايا (1955): تفقد بعض الأنسجة الخلايا مع تقدم العمر ، مثل القلب ومناطق الدماغ. تقدم أبحاث الخلايا الجذعية والطب التجديدي بالفعل إجابات واعدة جدًا للانحلال الناتج عن فقدان الخلايا.

2. التيلوميرات (1978): يجب القضاء على الآليات المرتبطة بالتيلومير والتي تؤدي إلى الإصابة بالسرطان. يقترح دي جراي تعديل جينات استطالة التيلومير بشكل انتقائي حسب نوع الأنسجة باستخدام العلاجات الجينية المستهدفة.

3. الحمض النووي للميتوكوندريا (1972): أضف نسخًا نووية من جينات الميتوكوندريا لحمايتها. تم عرض استراتيجيات أخرى لمعالجة وإصلاح الحمض النووي التالف للميتوكوندريا في الموقع لأول مرة في عام 2005.

4. الروابط المتقاطعة خارج الخلية (1981): يتم إنشاء بعض البروتينات خارج خلايانا ، مثل تلك الحيوية لجدران الشرايين ومرونة الجلد ، في وقت مبكر من حياتنا ولا يتم إعادة تدويرها أو إعادة تدويرها ببطء شديد. هذه البروتينات طويلة العمر عرضة للتفاعلات الكيميائية التي تقلل من فعاليتها. يمكن للعلماء البحث عن الإنزيمات أو المركبات المناسبة لتفكيك الروابط الكيميائية المتقاطعة التي لا يستطيع الجسم التعامل معها.

5. الخلايا الشائخة (1965): تتراكم فئات معينة من الخلايا الشائخة حيث لا تكون مرغوبة ، مثل المفاصل. يمكننا من حيث المبدأ استخدام العلاجات المناعية لتكييف أجهزتنا المناعية لتدمير الخلايا عندما تصبح شيخوخة وبالتالي منع أي مشاكل ذات صلة.

6. القمامة خارج الخلية (1907): مع تقدمنا ​​في العمر ، تتراكم المواد غير المرغوب فيها المعروفة باسم الأميلويد خارج الخلايا. العلاجات المناعية (اللقاحات) قيد التطوير حاليًا لمرض الزهايمر ، وهي حالة تتميز بوجود لويحات أميلويد بارزة ، ويمكن تطبيق جهود مماثلة على فئات أخرى من المواد غير المرغوب فيها خارج الخلية.

7. الخردة داخل الخلايا (1959): تتراكم المواد غير المرغوب فيها داخل الخلايا غير المنقسمة وذات العمر الطويل ، مما يضعف الوظائف ويسبب الضرر. إن الكيمياء الحيوية لهذه الخردة مفهومة جيدًا إلى حد ما ، وتكمن المشكلة في تطوير علاج لتحطيم المواد غير المرغوب فيها. يقترح دي جراي البحث عن إنزيمات ميكروبية غير سامة مناسبة في بكتيريا التربة يمكن إدخالها بأمان في الخلايا البشرية.

يحدد علم الوراثة إلى الأمام وظائف الجينات ( خالي من الدهون الجين هنا)

علم الوراثة إلى الأمام هو نهج لتحديد الأساس الجيني المسؤول عن النمط الظاهري. تم القيام بذلك في البداية باستخدام الطفرات التي تحدث بشكل طبيعي أو تحفيز الطفرات بالإشعاع أو المواد الكيميائية أو الطفرات التدميرية (مثل العناصر القابلة للنقل). يحدث التكاثر اللاحق ، ويتم عزل الأفراد المتحولين ، ثم يتم تعيين الجين.

غالبًا ما يتم ملاحظة الأنماط الظاهرية المتحولة قبل فترة طويلة من وجود أي فكرة عن الجين المسؤول ، مما قد يؤدي إلى تسمية الجينات على اسم النمط الظاهري لها (مثل ذبابة الفاكهة) وردية الجين الذي سمي على اسم لون العين في المسوخ).

يميز علم الوراثة العكسي الجين المفضل لديك

علم الوراثة العكسي هي طريقة تُستخدم للمساعدة في فهم وظيفة الجين عن طريق تحليل التأثيرات المظهرية لتسلسلات جينية محددة هندسيًا.

أسئلة أساسية للإجابة عليها في نهاية هذه المحاضرة

  • كيف يمكنك استخدام علم الوراثة الأمامي والعكسي لتحديد الجينات الرئيسية التي تنظم الشيخوخة؟
  • ما هي السمات الرئيسية للخميرة ككائن نموذجي؟
  • ما هي الطريقة التي تم استخدامها لبناء مكتبة حذف الخميرة؟
  • ما هي الطرق التي يمكن استخدامها لضرب الجينات الأساسية في الخميرة؟

الكائنات الحية النموذجية الجينية لتحديد الجينات والآليات الشيخوخة

  • حياة قصيرة ، نتائج تجريبية جمعت بسرعة ، أو على مدى عدة أجيال
  • سهلة الصيانة وغير مكلفة ، تقدم أنظمة وراثية أو فسيولوجية أقل تعقيدًا من البشر
  • معدلة وراثيا بسهولة
  • الأصول التطورية المشتركة للأنواع والجينات والمسارات البيوكيميائية
  • مجتمع من العلماء الذين يدرسون لهم يتشاركون في الموارد المادية والمعلوماتية

أوقات الجيل من النماذج الكلاسيكية

علم الجينوم المقارن للكائنات الحية النموذجية

تسلسل الجينوم هو مجرد بداية لأبحاث علم الوراثة

وظائف 12809 جينًا بشريًا غير معروفة (مذهل! مخيب للآمال؟)

  • أبسط حقيقيات النوى فطر خميرة بيكر
  • يمكن أن تنمو على وسائط صلبة أو سائلة (108 خلية / مل)
  • يمكن أن تنمو الخلايا على هيئة أحاديات أو ثنائية الصبغيات
  • كروموسومات صغيرة وجينوم مضغوط (6000 جين ، 12 ميجا بايت DNA ، 16 كروموسوم ، عدد قليل من الإنترونات)
  • مهدت إعادة التركيب المتماثل الطريق للمكتبات الطافرة
  • تسلسل الجينوم في عام 1998
  • وقت التوليد القصير: 90 دقيقة.
  • يمكن تجميد الثقافات وتخزينها إلى أجل غير مسمى عند درجة حرارة -80 درجة
  • قابل للروبوتات
  • التطبيقات الأساسية والطبية الحيوية والصناعية.
  • حفظ الجينات والوظائف الأساسية في حقيقيات النوى

إنشاء مجموعة منهجية على مستوى الجينوم من سلالات الخميرة بالضربة القاضية

تشتمل مجموعة الضربة القاضية على مستوى الجينوم على:

بناء الكاسيت القابل للنزع لاستبدال إطار القراءة المفتوح

  • 18 نقطة أساس من التسلسل الجيني فورًا المنبع من كودون START الخاص بـ ORF المحدد
  • 18 نقطة أساس من التسلسل المشترك لجميع عمليات الضربة القاضية للجينات (U1)
  • 20 نقطة أساس من التسلسل الفريد (الرمز الشريطي الجزيئي TAG 1)
  • تسلسل 18 زوجًا أساسًا مماثل لكاسيت KanMX4

  • 18 نقطة أساس من التسلسل الجيني فورًا في اتجاه مجرى كودون STOP الخاص بـ ORF المحدد
  • 17 نقطة أساس من التسلسل المشترك لجميع عمليات الضربة القاضية للجينات (D1)
  • 20 نقطة أساس من التسلسل الفريد (الرمز الشريطي الجزيئي TAG 2)
  • تسلسل 19 زوجًا أساسًا مماثل لكاسيت KanMX4

التمهيدي هو 18 قاعدة مشتركة لجميع الضربات القاضية (U1)

يتم إجبار جميع الأجزاء المضافة على أن تأتي معها أثناء PCR لـ kanMX4 وكلها في المنتج النهائي

18Bp مفيدة للبدء في العثور على تطابق في الجينوم

عمل الجولة الثانية من PCR يزيد من التنادد

التكامل الكروموسومي لمنتج PCR عن طريق إعادة التركيب المتماثل

الغرض الوحيد من الجولة الثانية من PCR هو إضافة المزيد إلى الأجزاء المحيطة من الجين

لا تضيفي المزيد إلى البرايمر في البداية لأنه سيكون طويلاً جدًا

تأكيد حذف ORF

تنمو المستعمرات على عقار المقاومة ، ويظهر الناجون تلك المستعمرات التي قد يكون لديها الحذف

كيف تعرف أن منتج pcr ذهب لتصحيح البقعة؟

أحجام PCR المتوقعة لبادئات PCR

يمكنك معرفة الامتصاص من خلال اختلاف الحجم

إذا كان kanB لديه مقاومة للأدوية ، فلن يحدث pcr إلا إذا كان التمهيدي A و b Primer موجودان هناك

إذا تم دمج منتج pcr في مكان آخر ، فلن تحصل على pcr بالحجم المتوقع

إذا كان التمهيدي b يطابق تسلسل الجينات الخاص بك

طرق التحقيق في وظائف الجينات الأساسية

  • محفز حساس لدرجة الحرارة
  • محفز التتراسيكلين (محفز للأدوية)
  • اضطراب mRNA

لا يمكن حذف 1200 جين أساسي في الخميرة

الطريقة الوحيدة لدراستها هي التخلص منها ومراقبة التأثير

استبدل المحفز الداخلي ، ضع محفز استشعار درجة الحرارة (على التوالي إلى درجة الحرارة) إذا كانت درجة الحرارة أعلى ، ستنخفض مستويات التعبير

DIP ، إضافة دواء رباعي يغير مستوى الدواء يغير تعبير المروج

الوفرة المنخفضة بسبب اضطراب الرنا المرسال (DAmP)

  • ستؤدي 3’UTR المعطلة إلى تقليل mRNA بسبب عيوب الاستقرار وتوطين mRNA

أدخل الجين بعد الجين الآخر

لن تعرف الخلية ماذا تفعل

حجم المستعمرة لتقدير نمو سلالات الحذف

  • نمت سلالات حذف الجينات بتنسيق 1536 (تنسيق 384 في رباعي المضاعفات)
  • كل رباعي المضاعفات هو حذف جيني مختلف
  • هل يمكنك العثور على الحذف الجيني المطلوب للشيخوخة؟

يونغ يسارًا ، كل نقطة تمثل سلالة حذف جيني مختلفة ، كواد تجريبية ، قطع من 4 ، كل 4 نقاط سلالة حذف جيني مختلفة

كيف تتعامل مع الشيخوخة مع حذف جيني معين

الكثير من السلالات ، حتى مع حذف الجينات ، ليس لها تأثير ملحوظ على الشيخوخة

بقعة المقابلة في الشباب تبدو طبيعية

عندما يفتقد الجين ، لا تتقدم الخميرة في العمر بشكل طبيعي ، فإن الجين المطروح يشارك بطريقة ما في عملية الشيخوخة

لا تحتاج إلى تتبع الرموز الشريطية لأن الخميرة منظمة تقريبًا مثل المصفوفة

تسلسل الباركود لتقدير نمو سلالات الحذف

تحتاج إلى رموز شريطية في حالة زراعة جميع طفرات الخميرة معًا في أنبوب واحد

أنبوبان يحتوي كل منهما على 1 مل من كل سلالات حذف ، أحدهما يعالج بدواء والآخر لا يعالج

كل ما ينمو في أنبوب واحد لا يمكنه تتبعها بطريقة مكانية

3 ـ خميرة تنمو في أنبوب

لكل منها رمز شريطي خاص بكل عملية حذف جيني

فرق جين الباركود المنبع والمصب المحدد

التحدي هو معرفة ما إذا كان هناك اختلاف في وفرة الرمز الشريطي ، والذي يمثل النمو

تسلسل الرموز الشريطية وإضافة عدد مرات حدوثها ، المزيد من النمو = المزيد من الرموز الشريطية

2) كل ينمو بكميات مختلفة

يمكن تنقية الحمض النووي خارج البركة ثم القيام بتفاعل تفاعل البوليميراز المتسلسل لتضخيم الباركود باستخدام البادئات

تضخيم المنبع مع (U1 ، U2) DS مع D1 ، D2

الآن بعد PCR يمكنك أن ترى الفرق في مقاومة الأدوية

يعمل تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) بشكل انتقائي على تضخيم تسلسل الحمض النووي

الأصلي ds fna يحتوي على تسلسلات الهدف

1) تفسد إلى خيوط مفردة وتصلب الاشعال

2) تمديد الاشعال مع طق DNA بوليميراز

3) كرر التمسخ والصلب من الاشعال

4) من خلال هذا يمكنك تضخيم التسلسل المستهدف للحمض النووي بشكل كبير

إنشاء مجموعة منهجية على مستوى الجينوم من سلالات الخميرة بالضربة القاضية

تتكون مجموعة الضربة القاضية على مستوى الجينوم من:

بناء الكاسيت القابل للنزع لاستبدال إطار القراءة المفتوح

يقع جين العقار resis على بلازميد دائري (وسط) ، والأخضر هو المنطقة المحددة ذات الاهتمام

تحتاج إلى إخراج المنتج من البلازميد

أضف بتات إضافية إلى جزء الجينوم الذي تريد تغييره

ملامح التفاعلات الجينية (الجينية)

  • تعتبر شبكة التفاعل الجيني كوحدة وظيفية للخلية
  • وظيفة الخلية هي التكامل الناتج لشبكة الشبكات التي تعمل بالتنسيق داخل الخلية
  • يتم إثراء الشبكات المحلية للجينات التي تشترك في النمط الظاهري

بمجرد أن يكون لديك مكتبات متحولة ، فإن التحدي يكمن في فهم كيفية عمل الخلية ككل مع طفرات الجينات

شبكة التفاعل هي أساس النمط الظاهري

  • علم التخلق هو التغيير الوراثي في ​​النمط الظاهري غير مصحوب بتغيير في تسلسل الحمض النووي. غالبًا ما يرتبط بأنماط مثيلة هيستون.
  • رعاف هو المكان الذي يحصل فيه المرء على أكثر من مجموع أجزاء الجينات المساهمة في النمط الظاهري. يسمح قياس التعرق بين الجينات بتوصيف شبكات التفاعل الجيني الوظيفية ، وهي منطقة ناشئة رئيسية من التعليقات التوضيحية.

تحليل مجموعات متحولة زوجية لرسم خرائط لشبكات وظيفية معقدة

  • كما ذكرنا سابقًا ، ينقسم مكمل جين الخميرة إلى "الجينات الأساسية" (يسبب K / O الثبات) و "غير ضروري" (K / O لا يسبب الثبات)
  • ومع ذلك ، فإن بعض مجموعات الطفرات تسبب ثباتًا مزدوجًا للطفرات (= قاتلة اصطناعية)
  • سالفتك الاصطناعي (SL) هو معرفي ظاهرة مشتركة بين جميع الأنواع ، ويمكننا استخدام epistasis كنهج لفهم التفاعلات الجينية المعقدة
  • يمكننا القيام بذلك عن طريق قياس جينوم الرئة على نطاق واسع في أزواج متداخلة من مجموعات الجينات الطافرة

تكشف القدرة المميتة الاصطناعية عن التكرار الوظيفي

عندما يتم حذف جينين وليس هناك جدوى

تسمح دورة الحياة أحادية الصيغة الصبغية بالتكوين الآلي للطفرات المزدوجة عبر الجينوم

  • قد يرغب المرء في تكوين طفرات مزدوجة من متحولة واحدة xxxΔ مع جميع المسوخات الفردية الأخرى.
  • يقوم هذا الروبوت بتدبيس مستعمرات نوع التزاوج المتقابلة فوق بعضها البعض. يمكن أن تفعل 96 أو 384 أو 1536 أو 6144 طفرات مزدوجة لكل لوحة.
  • https://www.youtube.com/watch؟v=1JabqneqXPE

المصفوفة الوراثية الاصطناعية (SGA) لتحديد التفاعلات الجينية

ابحث عن epistasis بين الجين الخاص بك وكل الآخرين

المصفوفة الوراثية الاصطناعية (SGA): طريقة لبناء طفرات مزدوجة عبر الجينوم

منتجات Meiotic هي جميع التوليفات الممكنة من ثنائي الصبغة الأصلي

تحدد تحليلات SGA الجينات والمسارات المتفاعلة

نوعان أساسيان من التفاعلات الجينية

الناتج الذي تحصل عليه هو انعكاس للنمو

الخميرة 1 مضاعفة الرقم الهيدروجيني ، النمو الطبيعي

الضربة القاضية للجين أ ، نصف معدل النمو مثل الوزن ، نفس الشيء مع الجين ب

مزيج من ab del يعطيك نفس النتيجة المحايدة المتوقعة

مركب فتاك مركب لـ ب _-

يعني التفاعل الإيجابي أن الجينين في نفس المسار ، والحذف يؤدي إلى تعويض جماعي

التجميع لتفسير نتائج SGA

مرئي لنتائج العالم الحقيقي

مجموعة متحولة 4800 × جينات

الاستعلامات هي مختلفة الحذف الجيني الأولي

عبور حذف الجينات مع مجموعة متحولة

يمكن أن نرى أن هناك بعض التفاعلات الإيجابية والسلبية

لا تظهر وظيفة الجينات

معرف مناطق التفاعل العالي في نقاط البيع للتحقيق في ماهية الجينات المعروفة المتفاعلة

لماذا يعاني بعض الناس من بعض الأمراض والبعض الآخر أسوأ

هذا بسبب الجينات المتفاعلة الأخرى

يحدد 4600 تحليل SGA 5.4 مليون تفاعل وراثي إيجابي وسلبي

الجينات المكررة لها تفاعلات جينية أقل من الجينات غير المكررة

هل هناك المزيد من التفاعلات للجينات المكررة

تفاعلات أقل لأن هناك دائمًا نسخة مكررة للتعويض

يمكن للتفاعلات الجينية أيضًا تحديد التفاعلات بين العمليات الخلوية

بعض التفاعلات لها أساس وظيفي

تمثل الألوان الوظائف

تعمل تكبيرات الخريطة الوظيفية على حل التفاعلات الجينية داخل وبين العمليات الخلوية

توزيع التفاعلات الجينية الإيجابية والسلبية عبر الجينوم

التفاعلات الجينية الإيجابية والسلبية على أساس عتبة الثقة المحددة (| ε | & GT 0.08 ، ص & lt 0.05) (7, 8). توزيع درجة شبكة التفاعل الجيني للتفاعلات السلبية (الحمراء) والإيجابية (الخضراء) التي تتضمن جينات الاستعلام.

ما هو علم الوراثة الكيميائي؟

  • لقد ناقشنا كيفية استخدام مجموعات من الطفرات القاضية الجينية لقياس التفاعلات الجينية على نطاق الجينوم.
  • يمكننا أيضًا استخدام المركبات للتأثير بشكل مباشر على وظيفة الجين حيث ترتبط المواد الكيميائية النشطة على وجه التحديد بمنتج بروتين جيني يقلل أو يبطل وظيفته.
  • بهذه الطريقة يمكننا أن ننظر إلى المركب على أنه "طفرة" تعمل من نواح كثيرة "وراثيًا".
  • قياس حجم المستعمرة أو تكرار الباركود

قد يكون لعلم الوراثة الكيميائية مزايا اضطراب التعبير الجيني على الطفرات في الخصوصية والوقت

تعمل المركبات بشكل عكسي ويمكن معايرتها في طفرات تأثيرات أليل K / O الطفرية بشكل عام لا يمكن عكسها ولا يمكن معايرتها

في التحليل الجيني المباشر ، يقتصر انعكاس الطفرات على الطفرات الشرطية (على سبيل المثال ، درجة الحرارة ، المروج الذي يحفزه الدواء)

يمكن استقصاء الطفرات الجينية الأساسية على نطاق واسع باستخدام المركبات

المركبات تعمل بسرعة ويمكن معايرتها

التفاعل الجيني في الحذف لا توجد طريقة للمعايرة

يمكن استخدام الأدوية لتثبيط الجين ومستويات مختلفة تنتج مستويات ضربة قاضية

يمكن للتحليلات الجينومية الكيميائية في الخميرة أن تفعل أشياء كثيرة للبشر

  • تحديد الآليات الدقيقة للعمل الدوائي من خلال تحديد الهدف الرئيسي للعقار وكذلك الآثار غير المستهدفة بما في ذلك تلك التي يحتمل أن تكون مفيدة (لإعادة استخدام الأدوية المعتمدة) و / أو الضارة (مما يؤدي إلى آثار جانبية غير مرغوب فيها)
  • حدد أهدافًا جديدة وقابلة للتصفية والاقتباس لتوسيع جزء الجينوم الذي يمكن استغلاله للتدخل العلاجي الكيميائي
  • تحديد مجسات كيميائية جديدة ومحددة لاستخدامها كأدوات بيولوجيا جزيئية سريعة وقابلة للعكس لاستجواب الوظيفة البيولوجية الأساسية وتوضيح بنية المسار
  • ترجمة مقايسات جينوم الخميرة إلى خلايا الثدييات

لديك فكرة عن الهدف

يمثل الكمبيوتر الهدف

لا تعرف الأدوية التي قد تثبط هدف البروتين

فحص الكيمياء الحيوية أو فحص gwas الهدف ضد الملايين من الهدف

قد تعرف ما هو الدواء الذي يرتبط بهذا الهدف

ثم يمكنك عمل دراسات آلية

من هذه ، استخدم أجهزة الكمبيوتر للمساعدة في إظهار الهدف من هذه الأدوية

جوهر علم الوراثة الكيميائي هو أن المادة الكيميائية تحاكي الطفرة الجينية

مع علم الوراثة الكيميائي ، تحاكي مادة كيميائية طفرة

إذا كان الجين x فإن الخلية ستبقى حية

إذا كنت تستخدم المخدرات لتثبيط

المركب x في دراسة علم الوراثة الكيميائية

التفاعل بين 3567

خذ الجين x مع مجموعة الحذف

يمكن أن ينظر إلى ما تتفاعل الجينات مع 3567

المخدرات التي يسببها النقص

المجموعات الهرمية ثنائية الأبعاد

نتائج المجموعة على أساس ملامح المخدرات

تبدأ أوجه التشابه في فئة الأدوية في الحصول على ملف وراثي مماثل

يمكن استخدامه للإشارة إلى ما قد يفعله الدواء الخاص بك

تسلسل الباركود (Bar-Seq):
ما هي الباركود؟

h و h يكمل كل منهما الآخر

HIP-HOP في الخميرة لتحديد أهداف الأدوية الأولية والثانوية

  • حaploأناكفاية صrofiling (ورك او نتوء) يعتمد على & quot؛ الكفاءة الفردانية المستحثة & quot؛ النقص المفرط الناجم عن الدواء هو حساسية النمو الملحوظة في وجود دواء من سلالة خميرة ثنائية الصبغيات غير متجانسة للجين الذي يشفر هدف الدواء (علم الوراثة الطبيعي ، 21, 1999).
  • هوب (هوحذف موزيجوس صrofiling) لتحديد الجينات المحددة التي تعمل على عازلة المسار المستهدف للدواء.

الورك: حدد الدواء الذي يرتبط به البروتين أيضًا

إذا كان الدواء يثبط الجين

قفزة. يمكن أن ينظر فقط إلى الجينات غير الأساسية

الجينات المعرفية التي تشعب هدف الدواء

مقايسة (النمو) الباركود المجمعة التنافسية

هذه الطريقة هي نفسها بالنسبة للمكتبات المختلفة للأسرة

طفرات مختلفة تنمو

الطريقة الوحيدة لقياس الوفرة هي تسلسل الرمز الشريطي

ما هي الجينات النشطة أو المطلوبة في الاستجابة للدواء

مقايسة (النمو) الباركود المجمعة التنافسية

يتم تجميع مجموعة كاملة من سلالات الحذف غير المتجانسة أو متماثلة اللواقح ، وتنمو في وجود مركب وأخذ عينات منها كدالة للوقت.

تسمح الرموز الشريطية الجزيئية المدمجة في كل سلالة بإجراء تحليل متوازي ووفرة الإجهاد النسبي ليتم تقييمها كميًا إما عن طريق التهجين إلى صفائف قليل النوكليوتيد أو عن طريق تسلسل الجيل التالي.

والنتيجة هي قائمة بالجينات مرتبة حسب أهميتها للنمو والبقاء ، وهو مقياس كمي يسمى & quotfitness & quot.

غالبًا ما تحمل السلالات الأكثر حساسية للعقاقير عمليات حذف في الجينات التي تكوِّد هدف الدواء.

تحدد تحليلات HIP-HOP وظائف جميع الجينات تقريبًا

تم فحص 3500 مركب في الخميرة HIP-HOP

مفيد في فحص قواعد البيانات الدوائية

حدد HIP للفلوكونازول الهدف الأساسي المتوقع (ERG11) وحدد HOP الجينات المصب لـ ERG11

يجب أن يكون للسلالة الأقل نموًا طفرة متغايرة الزيجوت من erg 11 في هذه الحالة

غالبًا ما يتم عمل شاشات الخميرة ثنائية الهجين (Y2H) باستخدام تعبير غير متجانس في الخميرة

تفاعلات بروتين Y2H

الخميرة 2 ساعة هي طريقة واسعة الجينوم ، تقوم بمسح الجينوم بأكمله للعثور على تفاعلات البروتين

يُطلق على البروتين الخاص بك اسم الطُعم (على الخطاف) كل ما تفعله هو إدخاله وتعريضه لجميع البروتينات الموجودة في الأنبوب

البحث عن التفاعلات البشرية في سياق خلية الخميرة

نظام اصطناعي عند البحث عن التفاعلات البشرية

تم دمج Fav pro في نصف مجال ربط dan ثم هناك بروتين تفاعلي آخر مدمج في مجال التنشيط

DBD غير مجدية بدون مجال التنشيط

لن ننشط المراسلين الذين يسمحون بالاختيار للتفاعل

إذا كان أحد التقارير قادرًا على إنتاج حمض أميني ريك ، فقم بتثبيته ، فراجع ، اختبر ، مفضلًا مدمجًا إلى ديسيبل ، امزج مع كل بروتين آخر مدمج في مجال التنشيط

تنمو خلايا الخميرة على صفيحة فقط تلك الباقية منها هي خلايا dbd / ab المتفاعلة التي تسمح بإجراء المراسل

امزج الأنبوب مع جميع البروتينات الأخرى كل منها مدمج في dbd التكميلي

عندما يكون الصحفيون قادرين على النمو على وسائل الإعلام ، فإنه لن ينمو عادةً

لا تعمل هذه الطريقة مع بروتينات الغشاء

الخميرة تنمو على وسائط اختيار غير عادية

تعريض الخلايا لمجموعة متنوعة من الأدوية

ابحث عن الدواء الذي يكسر التفاعل

مفيد عندما يكون للدواء وظيفة معروفة

لست متأكدًا من تفاعل المسار

الاختلاف حيث يندمج الدواء مع البروتين المفضل

ما هو البروتين الآخر الذي قد يربط هذا الدواء

ثم يتم تنشيط TR للسماح باختيار النمو

يعتمد نظام Y3H على نفس مبدأ الخميرة ثنائية الهجين - أي أنه يمكن تقسيم مجال ربط الحمض النووي ومجال تنشيط النسخ لعامل النسخ والتعبير عنهما بشكل منفصل ، ولكن لا يزالان مرتبطين لتشكيل وحدة نسخ وظيفية عندما يتم إحضارهم إلى قرب مادي قريب في الجسم الحي. يستفيد Y2H الأصلي من هذا للقياس بروتين بروتين التفاعلات ، كما تم تعديل التقنية لعدد من التطبيقات الأخرى ، على سبيل المثال قياس بروتين DNA التفاعلات (الخميرة الهجينة) والقياس بروتين مرتبط بالغشاء التفاعلات (انقسام خميرة اليوبيكويتين ثنائية الهجين).

غشاء بروتين فاف مرتبط

المنتج الجيني موجود في الغشاء

على الرغم من أن تفاعلات البروتين تحتاج إلى my2h

ليس لديها مجال التنشيط

عالق في نهاية c من التهاب ubiquitis

انصهرت مكتبة تلك إلى عدد n من المصطلحات

عندما يجتمعون يشكلون التنشيط

ينشط tf المراسلين في النواة

كيف تدمج الطرف C من Ubiquitin (Cub) في البروتين المفضل لديك؟

من خلال استخدام بروتينات الاندماج

يحتاج إلى تكوين نصفين من يوبيكويتين لتكوين يوبيكويتين وظيفي ينشط البروتياز ويساعد المراسل

ملخص الأنظمة الهجينة

يكتشف اختبار تكميل جزء البروتين (PCA) مثبطات مضخة البروتون عن طريق مقاومة الأدوية

تكملة التألق ثنائية الجزيئية (BiFC) تكتشف PPIs عبر التألق

تحليل الجينوم على مستوى تفاعلات البروتين والبروتين باستخدام BiFC

كل سلالة لها الطرف n من VN مدمجة في بروتين مختلف

يقوم الجسم الحي بعزل بعض الخلايا من المريض وتعديلها وراثيا باستخدام تقنية crispr وتكثيف تلك الخلايا في طبق

إعادة الخلايا المعدلة وراثيا إلى المريض

النقاط الرئيسية لهذه المحاضرة

  • العملية الطبيعية للـ RNAi
  • الطريقة المخبرية لـ RNAi
  • العملية الطبيعية لـ CRISPR
  • الطريقة المخبرية لـ CRISPR

أدت العوامل الوراثية العكسية في الدودة إلى اكتشاف تداخل الحمض النووي الريبي (RNAi)

RNAi هي عملية إسكات الجينات المعتمدة على الحمض النووي الريبي والتي يتم التحكم فيها بواسطة مجمع الإسكات الناجم عن الحمض النووي الريبي (RISC)

يتم تحقيقه في الديدان عن طريق الاستحمام بها في الرنا المزدوج الجديلة أو إطعامها البكتيريا التي تعبر عن الحمض الريبي النووي الريبي (dsRNA)

Andrew Fire و Craig Mellow: جائزة نوبل لعام 2006 لاكتشاف RNAi

الرسوم المتحركة الممتازة موجودة في http://www.nature.com/nrg/multimedia/rnai/animation/index.html

كان اكتشاف RNAi عرضيًا وتم تحسينه

تقديم متواليات معيبة ذات 3 أبعاد متدلية في الجينوم

تتفاعل الخلية مع انخفاض التعبير الجيني

قطعة الحمض النووي ذات التطابق المناسب

سوف يتشقق mRNA مما يؤدي إلى انخفاض التعبير الجيني

آلية العلاج RNAi

التكرارات المتناغمة القصيرة المجمعة بانتظام بين المسافات (CRISPR) هي طريقة لتحرير الجينومات

ستحدد خصوصية DSBs وإصلاح DSBs تحرير الجينوم

بدأ Crispr بالطريقة التي تحتفظ بها البكتيريا بذاكرة تعرضها للأذى من الفيروسات

يسبب التسلسل الفيروسي كسر ds في البكتيريا

تتذكر البكتيريا تسلسل الفيروس

يتم تحديد تحرير الجينوم بواسطة CRISPR من خلال إصلاح فواصل الجدائل المزدوجة

الكروماتيد الشقيق موجود فقط في طور دورة الخلية S أو G2

التاريخ الحديث لـ CRISPR

تطورت أنظمة كريسبر التي تحدث بشكل طبيعي في البكتيريا كوسيلة لقتل الفيروسات

يستغل نظام CRISPR-Cas المصمم هندسيًا اندماج تسلسل crRNA و tracrRNA

يمكن أن يؤدي نوكلياز Cas9 الموجه من جرنا إلى إحداث طفرات حثيثة أو بدائل تسلسلية محددة أو عمليات حذف كبيرة / إعادة ترتيب جيني (على سبيل المثال ، الانقلابات ، عمليات النقل)

يُنشئ نوكلياز Cas9 DSBs في المواقع المستهدفة للحمض النووي مع تكاملية مع نهاية 5 ′ من جرنا عبر مجالات نوكلياز RuvC و HNH

يحدث Gg seq كل 12 - 20 نقطة أساس

طالما أن pam seq موجود ، فستكون علامة على المكان الذي يمكن أن يكون فيه موقع القطع

يؤدي تحور مجال نوكلياز RuvC إلى شق خيط DNA المعترف به بواسطة gRNA

يؤدي تحور مجال نوكلياز HNH إلى شق خيط DNA الذي لا يتفاعل مع جرنا

يمكن دمج dCas9 الموجه بواسطة جرنا (Cas9 غير النشط) في مجالات التنشيط أو مجالات المستجيب أو علامات الفلورسنت

العقيدة المركزية: من النمط الجيني إلى النمط الظاهري

الرقم يمثل الكودون في التسلسل

كانت طفرة glu على الأحماض الأمينية 48 لذا فهي الآن حمض أميني

تختلف البيورينات هيكليا عن بيريميدين

أشد من الانتقال

مسؤول عن معظم مرض مندليان

تغيير الحمض الأميني الأول يسبب تغيرًا في الأحماض الأمينية

باستخدام crispr ، تحتاج إلى تصميم g rna الذي سيقطع التسلسل

استخدم الشكل المتحور لكسر cas 9 ss

المتبرع بالحمض النووي المتسلسل الصحيح يعمل كقالب

تمت إضافة كودون الإيقاف العشوائي إلى التسلسل ، مما أدى إلى توقف المنتج الجيني

التغيير داخل نفس العائلة الفرعية من الأحماض الأمينية

الإدراج يسبب التحول في كل ثلاثة توائم

أصبح الحمض الأميني الذي يتم ترميزه مختلفًا تمامًا الآن

نظرية تلف الحمض النووي للشيخوخة

ما يصل إلى 500000 حدث تعديل DNA لكل خلية يوميًا

المصادر الرئيسية لتلف الحمض النووي

تعتبر إزالة البثور ونزع الأمين وثنائي الثايمين من المصادر الرئيسية لتلف الحمض النووي

فقدان مجموعة أمينية

يصبح الثايمين المستقل ثايمر

التنقية هي فقدان قاعدة البيورين

نزع الأمين هو فقدان مجموعة أمينية

الثايمين الثايمين مطفر ويعزز نزع أمين السيتوزين

طفرات عدم التطابق الناتجة عن الاقتران بقاعدة غير Watson-Crick

الطفرات بسبب تكرار الأخطاء أثناء تكرار الحمض النووي

الطفرات من تكرار الحمض النووي الخاطئ

متخلفة حلقات حبلا مسبقة للبوليميراز لتكرار القالب

يمكن أن يؤدي الخلل في التكرار إلى إدخال أو حذف قاعدة

حلقة خارج على حبلا جديدة سيكون الإدراج

حلقة من قالب حذف أساسي واحد

الطفرات التي يسببها حمض النيتروز للتحقيق في تلف الحمض النووي

سيؤدي استخدام hno2 إلى تغيير روابط cg إلى روابط ta

الطفرات التي يسببها الهيدروكسيلامين للتحقيق في تلف الحمض النووي

إذا كان لديك جين على البلازميد

أي أأ مهم للنمط الظاهري

أنت تعلم أنه سيتم تحويل السيتوزينات

ابحث عن أي تغيير في الوظيفة ناتج عن طفرة

طفرات يسببها ميثيل ميثان سلفونات (MMS) للتحقيق في تلف الحمض النووي

طفرة إضافة مع عامل الإقحام

لا توجد خصوصية لقاعدة تجد طريقها إلى مكان عشوائي في التسلسل

طفرة الحذف مع عامل الإقحام

إذا لم يتم إصلاحه ، ينتهي بك الأمر بالحذف

أربع آليات إصلاح رئيسية في أمراض الشيخوخة والأمراض المرتبطة بالشيخوخة

خصوصية إصلاح الحمض النووي والتلف

استئصال القاعدة إصلاح الحمض النووي المنزوع الأمين والمؤكسد

يتعرف جليكوزيلاز الحمض النووي على القاعدة التالفة وينقسم بين القاعدة و deoxyribose في العمود الفقري.

يشق نوكلياز AP ​​العمود الفقري للفوسفوديستر بالقرب من موقع AP.

يبدأ بوليميريز الحمض النووي I بتركيب الإصلاح من 3 'OH الحر في النك ، وإزالة جزء من الخيط التالف (مع نشاط نوكليازه الخارجي 5’®3') واستبداله بحمض نووي غير تالف.

يتم ختم النك المتبقي بعد فصل DNA polymerase I بواسطة DNA ligase.

إصلاح ختان النوكليوتيدات لثنائي الثايمين

اثنين من نوكليازات الاستئصال تربط الحمض النووي في موقع الثنائيات (الآفة).

أحدهما يشق جانب 5 والآخر يشق الجانب 3 من الآفة.

يزيل Helicase جزء الحمض النووي.

بوليميراز الدنا يملأ الفراغ

DNA ligase يختم النك.

مقارنة بين إصلاح BE و NE و

إصلاح عدم التطابق الموجه بالميثيل

يستحث الطي على الطي ، ويشكل معقدًا مع muth و mutl

آليتان لإصلاح إعادة التركيب فواصل حبلا مزدوجة

خلل الميتوكوندريا ونظرية الجذور الحرة للشيخوخة

95٪ من طاقة الخلية مصنوعة في الميتوكوندريا

يستخدم معظم الأكسجين في الميتوكونريا

نظرًا لأن الميتوكوندريا تولد ATP أثناء التنفس ، فإن بعض الإلكترونات التي تمر عبر البروتينات الحاملة لنظام نقل الإلكترون تتسرب وتتفاعل مع جزيئات الأكسجين لإنتاج ROS

نظرية الجذور الحرة للميتوكوندريا للشيخوخة (دينهام هارمان ، 1956)

  • تستهلك الحيوانات الكبيرة كمية أقل من الأكسجين (وتسرب عددًا أقل من الجذور الحرة) لكل وحدة من كتلة الجسم مقارنة بالحيوانات الصغيرة وتعيش لفترة أطول.
  • تستهلك الحشرات كمية من الأكسجين عند الطيران أكثر بكثير من تلك التي تستريح بينما تعيش الحشرات المريحة لفترة أطول.
  • شيئًا فشيئًا ، تتراكم كميات صغيرة من التلف وتساهم في تدهور الأنسجة والأعضاء (الشيخوخة).
  • ..... هل يمكن أن يحدث الشيخوخة عن طريق تطبيق ROS على الخلايا؟

تكوين الجذور الحرة بوسائل عديدة

الاكسدة:
عدم التوازن في الإنتاج / الانهيار

  • الجذور الحرة هي نتاج طبيعي لعملية التمثيل الغذائي الهوائي ، وهي قادرة على الوجود المستقل (ومن ثم "الحر") التي تحتوي على إلكترون واحد أو أكثر من الإلكترون غير المتزاوج ، وبالتالي شديد التفاعل.
  • بمجرد إنتاجها ، فإنها تتكاثر ما لم يتم تحييدها بواسطة مضادات الأكسدة أو غيرها من أدوات إزالة الجذور الحرة.
  • الجذور الحرة السائدة هي:

يمكن أن تتسبب أنواع الأكسجين التفاعلية في إتلاف الأغشية (تحلل الخلايا) والبروتينات (فقدان الوظيفة) والحمض النووي (الطفرات) ... ولا يمكن إصلاح تلف الحمض النووي في الميتوكوندريا

المسارات الجينية لمكافحة نظرية الجذور الحرة للشيخوخة

  • الجذور الحرة لا تمر دون رادع. يمتلك الجسم نظام دفاع متعدد الطبقات يتفاعل ويزيل سموم الجذور الضارة.
  • تشمل الدفاعات:

- مضادات الأكسدة الطبيعية في الجسم مثل البيليروبين.

- إنزيمات مثل ديسموتاز الفائق (SOD) ، الكاتلاز ، والجلوتاثيون بيروكسيديز.

- مضادات الأكسدة الغذائية مثل بيتا كاروتين وفيتامين ج وفيتامين هـ.

ما هو الأساس الجيني للشيخوخة بوساطة أنواع الأكسجين التفاعلية (على سبيل المثال عن طريق العلاج ببيروكسيد الهيدروجين)؟

الاستخدامات الشائعة للإفراط في التعبير

  • Hypermorph: طفرة تسبب اكتساب وظيفة من النوع البري (على سبيل المثال ، فرط النشاط أو نشاط غير منظم تجاه هدف طبيعي).
  • Neomorph: طفرة تؤدي إلى اكتساب وظيفة غير طبيعية (على سبيل المثال ، إنزيم يستهدف ركيزة جديدة ، بروتين مرتبط بالحمض النووي مع تغيير خصوصية ارتباط متغيرة ، تحديد موقع خاطئ للبروتين ، تنشيط مسار غير ذي صلة).
  • Hypomorph: طفرة تسبب فقدان جزئي في الوظيفة يؤدي إلى انخفاض النشاط

هل يؤدي حذف SOD أو الإفراط في التعبير إلى إطالة العمر الافتراضي؟

تراكم الأكسيد الفائق ، تريد الحد من الأكسجين

اختبار الفرضية المضادة للأكسدة مع الكائنات الحية المعدلة وراثيا

ذبابة الفاكهة: أدى الإفراط في التعبير عن SOD و catalase معًا إلى تحسين العمر الافتراضي بنسبة 30-40 ٪ وتقليل الضرر التأكسدي.

  1. ايليجانس: تحمل عالٍ لـ ROS وعمر أطول. أحد هذه المسوخ (العمر -1) يُظهر أيضًا تعبيرًا محسّنًا عن SOD والكاتلاز.

تحديد الجينات المحفوظة تطوريًا والتي تنظم الشيخوخة والتيلوميرات

النقاط الرئيسية لهذه المحاضرة

  • عمر النسخ المتماثل (RLS)
  • دوائر rDNA خارج الصبغية
  • حذف Sir2 مقابل الإفراط في التعبير
  • تشكيل دوائر rDNA خارج الصبغية
  • مدى العمر الزمني (CLS)
  • شاشات الجينوم لتحديد جينات الشيخوخة CLS
  • تحليلات تسلسل الحمض النووي والأحماض الأمينية لجينات الخميرة لتحديد أخصائي تقويم العظام البشري

عادة ما يكون شيخوخة الخميرة 20 جيلًا

يمكن أن تجعل خلية daugther متطابقة

2 ساعة يمكن أن تجعل خلية أخرى

احسب عدد البنات التي يمكن أن تنجبها الخلية الأم

إذا كان هناك حذف جيني يقتصر على انقسام خلية ابنة واحدة فقط

أنت تعلم أن الجين المفقود مطلوب لانقسام الخلية الطبيعي

العمر التكراري في الخميرة

  • إمكانية النسخ المتماثل للخلايا الفردية
  • نماذج خلايا الثدييات التي تخضع لعدد ثابت من التضاعف السكاني في الثقافة
  • تم تسجيل العدد الإجمالي لانقسامات الخلايا (الخلايا الوليدة)
  • التحليل الإحصائي عبر 40 خلية أم لتحديد متوسط ​​RLS لنمط وراثي معين و / أو حالة معينة
  • تشمل مسارات RLS المحفوظة ضعف Sir2 (sirtuin) وتقييد السعرات الحرارية

العمر الزمني في الخميرة

  • بقاء السكان في مرحلة ما بعد التقلص وعدم الانقسام
  • نماذج شيخوخة الأنسجة التالية للجلد (على سبيل المثال ، خلايا الثدييات التي لا تنقسم مثل الخلايا العصبية)
  • ستصل خلايا الخميرة في السائل إلى أقصى كثافة للخلية (مرحلة ما بعد الأكسجة) ثم تعيش لفترة زمنية متغيرة اعتمادًا على النمط الجيني والبيئة (على سبيل المثال ، العناصر الغذائية)
  • تشمل مسارات CLS المحفوظة الالتهام الذاتي وتقييد السعرات الحرارية

في الخميرة المتقادمة زمنياً ، يتراكم الضرر في الخلايا غير المنقسمة. في الوسط الخارجي ، يتراكم الإيثانول في البداية ويتحول إلى حمض أسيتيك ، مما يؤدي إلى استجابة شبيهة بالاستماتة وموت الخلايا. داخل الخلية المتقادمة زمنيا ، تتراكم الميتوكوندريا التالفة والبروتينات المؤكسدة وربما تساهم في الشيخوخة الزمنية.

في خلايا الخميرة المتقادمة بشكل متكرر ، يتم توريث التلف بشكل غير متماثل بواسطة الخلية الأم ويتم إزالته من الخلية الوليدة. تساهم دوائر الحمض النووي الريبوزومي خارج الصبغيات النووية والبروتينات المؤكسدة السيتوبلازمية والميتوكوندريا التالفة في الشيخوخة التكاثرية. في الخلايا الأم القديمة جدًا ، يتفكك عدم التناسق ويمكن للخلية الوليدة أن ترث ضررًا كافيًا لتصبح الشيخوخة المبكرة.


ج. الطرق الإحصائية الوصفية

    • تحليل العامل مع التدوير
    • الارتباط الكنسي
    • تحليل المكون الرئيسي للمتغيرات الكمية.
    • تحليل المكون الرئيسي للبيانات النوعية.
    • طرق التجميع الهرمي والديناميكي لإنشاء هيكل شجرة أو مخطط شجر أو فينوجرام.
    • تحليل المراسلات البسيط والمتعدد باستخدام جدول الطوارئ كمدخلات أو بيانات فئوية أولية.

    يمكن الحصول على تعليمات وبرامج كمبيوتر محددة لإجراء الحسابات المذكورة أعلاه من شركات مثل: SAS / STAT Software، SAS Institute Inc.، Cary، NC، USA BMDP Statistical Software، BMDP Statistical Software Inc.، Los Angeles، California، USA برنامج SYSTAT، SPSS Inc.، Chicago، Ill.، USA StatXact & LogXact، CYTEL Software Corporation، Cambridge، Mass.، USA.


    البيانات الموسعة الشكل 1 التعبير والتوطين الفرعي الخلوي لـ lncRNAs و mRNAs المهزومين.

    أ، التعبير عن lncRNAs و mRNAs في F1129 /كاستينوس خلايا mES الأنثوية ، تم الإبلاغ عنها في شظايا لكل كيلوباز لكل مليون (FPKM) في بولي كامل الخلية (A) + RNA-seq. يتم رسم الكسر التراكمي لجميع الرنا المرسال المعبر عنه في خلايا mES. تمثل النقاط الكبيرة النصوص التي حذفنا من مروجيها في هذه الدراسة. تمتد LncRNAs و mRNAs إلى نطاق يصل إلى 20 ضعفًا من مستويات الوفرة. ب، التوطين الخلوي النسبي للـ lncRNAs و mRNAs. قمنا بتسلسل بولي (A) + RNA من الكسور الكروماتينية والنووية القابلة للذوبان والهيولي (انظر الطرق) ورسمنا الوفرة النسبية للنصوص الناضجة في كل جزء. اخترنا lncRNAs التي أظهرت توطينًا متحيزًا تجاه الكسور النووية بالنسبة لمعظم الرنا المرسال. للمقارنة ، قمنا برسم 1000 mRNAs تم اختيارها عشوائيًا (رمادي فاتح).

    البيانات الموسعة الشكل 2 إنشاء استنساخ بالضربة القاضية وقياس تعبير الحمض النووي الريبي الخاص بأليل.

    أ، نظرة عامة على بروتوكول الضربة القاضية والقياس. ب، توزيع نسب التعبير الأليلي (عدد القراءات الإعلامية التي تعين تعيين أليل 129S1 مقسومًا على تعيين الأرقام إما إلى 129S1 أو كاستينوس allele) عبر الجينات النشطة في خلايا mES. ج، مخطط مبعثر لنسب التعبير الأليلي للجينات ذات RPKM ≥ 2 التي تحتوي على أكثر من 100 قراءة إعلامية للأليل في جميع المكتبات. نسب التعبير الأليلي متسقة في بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي قبل وبعد الاختيار المختلط (HS). د, ه، نسب التعبير الأليلي كما تم قياسها بطريقتين مستقلتين لـ حيرة (د) و SFMBT2 (ه) التعبير في 15 خطًا خلويًا نسيليًا تحتوي على تعديلات وراثية في حيرة المكان. تمثل كل نقطة متوسط ​​اثنين من مكررات تقنية ddPCR (x المحور) والقيمة من تكرار تقني واحد لـ RNA-seq (ذ محور). F، مثال موضعي يوضح استراتيجية الاختيار المختلط وتغطية RNA-seq لخطوط الخلايا مع النمط الجيني المشار إليه لحذف بندر المروجين. ال ذ تمثل مقاييس المحور أعداد القراءة المعيارية وهي نفسها لجميع مسارات التحديد المختلطة. يختلف المستوى المطلق للتعبير عن أي جين معين بين خطوط الخلايا النسيليّة طوال هذا العمل ، وبدلاً من ذلك نأخذ في الاعتبار المستوى النسبي للتعبير بين الأليلين في خلايا خروج المغلوب متغايرة الزيجوت. للحصول على قطع مماثلة لكل جين تمت دراسته ، راجع http://pubs.broadinstitute.org/neighboring-genes/.

    البيانات الموسعة الشكل 3 قراءة النسخ في ميج 3 و Snhg3 الموقع.

    أ, Snhg3 بالضربة القاضية للمروج يقلل من مستويات Rcc1 مرنا بنسبة 23٪. ومع ذلك ، يوضح تسلسل الحمض النووي الريبي المرتبط بالكروماتين أن النسخ يستمر بعد نهاية 3 المشروحة Snhg3 في المصب Rcc1 الجين (انظر الطرق). ينشئ هذا النسخ المقروء نسخة اندماج تحتوي على exons لكليهما Snhg3 و Rcc1، وكذلك الحمض النووي الريبي بين الجينات. نلاحظ أن نسخة الاندماج هذه موضحة أيضًا في موضع الإنسان المخلوي كنموذج إسوي بديل لـ RCC1. أشرطة ، بولي نسبي (A) + تعبير RNA على الأليلات المعدلة مقابل غير المعدلة. أشرطة الخطأ ، فاصل الثقة 95٪ للمتوسط ​​(ن ≥ 2 أليلات ، انظر الجدول التكميلي 1). ب, ميج 3 بالضربة القاضية للمروج يزيل التعبير ليس فقط عن ميج 3 ولكن أيضًا من اثنين من lncRNAs الإضافيين المشفرين في اتجاه المصب في اتجاه ترادفي (ريان و ميرغ). على الرغم من أن هذه الـ lncRNAs الثلاثة مشروحة كجينات منفصلة ، يبدو أنها مشتقة من نسخة واحدة مدفوعة بواسطة ميج 3 المروجين. هذا يتفق مع وجود الحمض النووي الريبي المستمر المرتبط بالكروماتين في جميع أنحاء الموقع ونقص القفص في نهايات 5 من ريان و ميرغ 3.

    البيانات الموسعة الشكل 4 الضربات القاضية المروج لخمسة lncRNAs بين الجينات تؤثر على التعبير عن الجين المجاور.

    الدلالة (ض-نقاط) من نسب التعبير الخاصة بالأليل في جميع الجينات في حدود 1 ميجا بايت لكل من خمسة مواقع lncRNA. تمثل كل نقطة استنساخًا مختلفًا لمحفز متغاير الزيجوت بالضربة القاضية لجين معين. يتم عرض النقاط فقط للجينات التي يتم التعبير عنها بدرجة كافية لتقييم التعبير الخاص بالأليل (انظر الطرق). ال ذ يتم توج المحور عند -10 إلى +10 انحرافات معيارية عن المتوسط. الجين الأسود ، lncRNA الأزرق المغادر ، مع تغيير كبير خاص بالأليل في التعبير الجيني (FDR & lt 10٪). لا يُتوقع أن تنتج الحيوانات المستنسخة المستقلة نفس قيمة الأهمية (ض-النتيجة) ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى اختلاف عمق القراءة بين العينات.

    البيانات الموسعة الشكل 5 الضربات القاضية المروج لأربعة mRNAs تؤثر على التعبير عن الجين المجاور.

    الدلالة (ض-نقاط) من نسب التعبير الخاصة بالأليل في جميع الجينات في حدود 1 ميجا بايت لكل من أربعة مواقع mRNA. تمثل كل نقطة استنساخًا مختلفًا لمحفز متغاير الزيجوت بالضربة القاضية لجين معين. يتم عرض النقاط فقط للجينات التي يتم التعبير عنها بدرجة كافية لتقييم التعبير الخاص بالأليل (انظر الطرق). ال ذ يتم توج المحور عند -10 إلى +10 انحرافات معيارية عن المتوسط. الجين الأسود ، lncRNA الأزرق المغادر ، مع تغيير كبير خاص بالأليل في التعبير الجيني (FDR & lt 10٪). لا يُتوقع أن تنتج الحيوانات المستنسخة المستقلة نفس قيمة الأهمية (ض-النتيجة) ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى اختلاف عمق القراءة بين العينات.

    البيانات الموسعة الشكل 6 تشريح آليات لكيفية تنظيم مواقع الجينات الجار.

    أ، ثلاث فئات من الآليات المحتملة التي يمكن من خلالها أن ينظم موضع الجين التعبير عن الجار. ب، استخدمنا استراتيجيتين لإدخال PAS في اتجاه مجرى المروجين الجيني. في الإستراتيجية الأولى ، قمنا بإدخال 49-bp الاصطناعية (spA) باستخدام قليل من الحمض النووي أحادي الجديلة بأذرع تماثل 75-bp (انظر الطرق). ج، في إستراتيجية الإدراج الثانية لـ PAS ، قمنا باستنساخ بلازميد مانح يحتوي على شريط اختيار وثلاثة متواليات مختلفة من pAS (انظر الطرق). تم استخدام أذرع التماثل من 300-800 زوج قاعدي لدمج الكاسيت. بعد عزل الحيوانات المستنسخة بإدخالات ناجحة ، استخدمنا جولة ثانية من عمليات التحويل لإزالة شريط التحديد ، تاركين وراءنا ثلاثة pASs ترادفية. EFS ، عامل الاستطالة 1 المروج Puro ، جين مقاومة بوروميسين (باك) HSV-tk ، فيروس الهربس البسيط ثيميدين كيناز.

    البيانات الموسعة الشكل 7 مروجو lncRNAs و mRNAs لديهم وظائف شبيهة بالمُحسِّن.

    أ، إشارة GRO-seq الخاصة بأليل للنسخ مع التعديلات المشار إليها في بندر المكان. يتم عرض القراءات التي تم تعيينها بشكل خاص إلى أحد الأليلين فقط. ال ذ يمثل مقياس المحور عدد القراءة الطبيعي وهو نفسه لجميع المسارات. ب، بولي محدد أليل (A) + تعبير RNA للتعديلات الجينية في لينك 1405, سنهج 17, Gpr19، و Slc30a9 الموقع. القضبان ، متوسط ​​تعبير RNA على الألائل المعدلة (من النوع البري) غير المعدلة. أشرطة الخطأ ، فواصل الثقة 95٪ للمتوسط ​​(ن ≥ 2 أليلات ، انظر الجدول التكميلي 1). تشير الأسهم الرمادية إلى المسافة من محفز الموقع المستهدف إلى الجين المجاور المصاب. نلاحظ أنه بناءً على موقعهم ، فإن ملف سنهج 17 و Gpr19 من المحتمل أن تسمح إدخالات pAS بمزيد من التضفير والنسخ الجوهري لهذه المواقع ، ومن الواضح أن غالبية النص يمكن الاستغناء عنه ولكن من الممكن أن يكون النسخ القريب من المروج متورطًا في رابطة الدول المستقلة- وظيفة تنظيمية. ج، وجود (رمادي) أو غياب (أبيض) لعلامات الكروماتين المختلفة وعوامل النسخ في خلايا mES في نافذة 1.5 كيلو بايت تتمحور حول TSS لكل جين مستهدف. د، المسافة من كل جين مطروح إلى الجين المستهدف المجاور له (x المحور) مقابل حجم التأثير على تعبير الجين المجاور (نسبة مئوية مقارنة بالنوع البري ، ذ محور). تمثل الجينات الزرقاء تلك التي تمت مناقشتها في النص الرئيسي تتم مناقشة الجينات الرمادية في الملاحظة التكميلية 5. ه، الاتصالات القائمة على القرب بين لينك 1405 و Eomes الموقع. ال ذ يُظهر المحور الإثراء في اختبار القرب المستند إلى التسلسل الذي استخدمنا فيه oligos المضاد للتحسس للقبض لينك 1405 الحمض النووي وأي DNA قريب متفاعل ومتشابك (انظر الطرق). يتم اشتقاق شروح TAD من تجارب Hi-C في خلايا mES (انظر الطرق). السهم الأزرق ، الاتصال البؤري بين لينك 1405 و Eomes الموقع.

    البيانات الموسعة الشكل 8 توصيف التعديلات الجينية في حيرة المكان.

    أ، إشارة GRO-seq الخاصة بأليل للنسخ مع التعديلات المشار إليها في حيرة المكان. يتم عرض القراءات التي تم تعيينها بشكل خاص إلى أحد الأليلين فقط. ال ذ يمثل مقياس المحور عدد القراءة الطبيعي وهو نفسه لجميع المسارات ، ويتم تكبيره خمس مرات في الموقع المشار إليه لتصور القراءات بشكل أفضل في SFMBT2 المكان. ب، التحديد الكمي لإشارة GRO-seq الخاصة بأليل في SFMBT2 تم تعديل موضع على الأليلات كما هو محدد. TSS ، المنطقة بما في ذلك TSSs البديلان لـ SFMBT2 و 2 كيلو بايت من الجسم الجيني المصب ، المنطقة التي تحتوي على باقي الجينات SFMBT2 مؤشر توقف موضع الجين ، نسبة المواد الصلبة الذائبة إلى جسم الجين. تشير الخطوط الرمادية المتقطعة إلى 95٪ فترات ثقة لمتوسط ​​ثمانية أنواع من الحيوانات المستنسخة من النوع البري. الحانات ن = 8 للنوع البري و ن = 1 للآخرين. ج، تخطيطي 5 ′ نهاية حيرة الموضع والأنماط الجينية لاثنين من الحيوانات المستنسخة بالضربة القاضية. يقع موقع لصق 5 78 نقطة أساس في اتجاه مجرى النهر حيرة موقع بدء النسخ (في هذه اللوحة ، حيرة من اليسار إلى اليمين). يحتوي أحد الأليلات من النسختين على إدخال للقلة بوساطة إعادة التركيب المتماثل ، تحتوي الأليلات الثلاثة المتبقية على إدخالات أو عمليات حذف ناتجة عن إصلاح الانضمام غير المتماثل لنقاط مزدوجة الجديلة بوساطة sgRNA ، وبعضها يعطل أيضًا 5 ′ موقع لصق. تُظهر المخططات الشريطية تعبير RNA الخاص بالأليل لاستنساخ الضربة القاضية ونسخ التحكم (ن = 18 لـ + / + ، 1 للآخرين). أشرطة الخطأ ، فاصل الثقة 95٪ للمتوسط. د، رسم تخطيطي لهياكل لصق الملحوظة من حيرة نصوص الحمض النووي الريبي في بولي (A) + تسلسل الحمض النووي الريبي لاستنساخ حذف إكسون. كل حذف يزيل منطقة بما في ذلك

    50-200 نقطة أساس على جانبي exon ، وبالتالي إزالة كل من exon ومواقع لصقها. يؤدي حذف Exon 4 إلى إزالة pAS الداخلي ، مما يؤدي إلى أشكال إسوية جديدة لنسخة lncRNA التي تلصق في اثنين من متقبلات لصق مشفرة في اتجاه مجرى النهر. هو GRO-seq و H3K4me3 ChIP – seq وإمكانية الوصول إلى الكروماتين (ATAC-seq FPKM) في حيرة و SFMBT2 المروجين في خطوط الخلايا مع الأنماط الجينية المشار إليها. يؤدي حذف أول موقع لصق 5 إلى انخفاض كبير في H3K4me3 ، وإشغال بوليميراز RNA ، وإمكانية الوصول إلى الكروماتين في حيرة المروج ، وكذلك إشغال H3K4me3 و RNA بوليميريز (ولكن ليس إمكانية الوصول) في SFMBT2 المروجين. F، H3K27me3 ChIP – seq في حيرة و SFMBT2 loci في خطوط الخلايا مع الأنماط الجينية المشار إليها. حذف ملف حيرة المروج أو موقع لصق 5 يؤدي إلى انتشار تعديل H3K27me3 المرتبط بالقمع عبر

    البيانات الموسعة الشكل 9 آليات للتحدث المتبادل بين lncRNAs المجاورة و mRNAs.

    الآليات المقترحة بناءً على تجارب إدخال نظام تقييم الأداء (PAS) والتلاعب الجيني الآخر (انظر النص). للحصول على الآليات المقترحة لـ lncRNAs المميزة بالخناجر ، انظر الملاحظة التكميلية 5.

    البيانات الموسعة الشكل 10 تصنيف lncRNAs على أساس الحفظ وموقع المروج.

    أ، تصنيف 307 lncRNAs المعبر عنها في خلايا mES. النصوص "المحفوظة" هي تلك التي تظهر دليلًا مهمًا على تحليل غطاء بيانات التعبير الجيني (CAGE) و / أو بولي (A) + RNA في المواقع التركيبية (انظر الطرق). متباعد ، يبدأ في حدود 500 نقطة أساس من مادة الرنا المرسال TSS ، على الشريط المعاكس ERV ، عنصر مكرر داخلي المنشأ للفيروسات الرجعية (انظر الملاحظة التكميلية 9). يُظهر مخطط الصندوق حفظًا على مستوى التسلسل لمروجي مجموعات فرعية من lncRNAs المعبر عنها في خلايا mES. تتم مطابقة المناطق الجينية العشوائية مع محفزات lncRNA بواسطة محتوى GC. تشير درجة SiPhy الإيجابية إلى وجود قيود تطورية على التسلسلات الوظيفية. تتوافق الفئة البرتقالية مع lncRNAs الخاصة بالفأر والتي يبدو أنها تطورت من عناصر تنظيمية للأجداد (REs) وتتوافق مع التسلسلات التي تظهر دليلًا على فرط الحساسية لـ DNase I في الخلايا الجذعية الجنينية البشرية. تم حساب الأهمية مقارنة بالمناطق العشوائية بين الجينات باستخدام مان-ويتني يو-اختبار. ***ص & lt 0.001. يمثل Box الخط المركزي للربيعين الأول والثالث يمثل خط الوسط شعيرات متوسطة تمثل البيانات ضمن 1.5 × النطاق الربيعي. بوبيانات الكروماتين والحمض النووي الريبي لـ 11 lncRNAs الخاصة بالفأر والتي يبدو أنها تطورت من عناصر تنظيمية موروثة. في الفئران ، تُظهر هذه العناصر دليلاً على فرط الحساسية CAGE و H3K4me3 و DNase I ، بما يتوافق مع أدوارهم كمروجين. لا تظهر التسلسلات التركيبية في الإنسان دليلاً على وجود القفص ، لكنها مع ذلك شديدة الحساسية لـ DNase I وكثيراً ما يتم تمييزها بواسطة H3K4me1 و / أو CTCF. ج، نموذج لتطوير lncRNAs من معززات موجودة مسبقًا ، والتي غالبًا ما تبدأ نسخًا ضعيفًا ثنائي الاتجاه. قد تظهر النصوص المقسمة بشكل محايد من خلال ظهور إشارات لصق وفقدان إشارات عديد الأدينيل. في بعض الحالات ، قد يتغذى النسخ أو الربط أو آليات معالجة الحمض النووي الريبي الأخرى ويساهم في رابطة الدول المستقلة- الوظيفة التنظيمية للمحفز ، وإنتاج lncRNA كمنتج ثانوي.


    شاهد الفيديو: كيف تحلل العلاقة بين التغير الجيني ومرض معين SNP association with disease (قد 2022).


تعليقات:

  1. Roswalt

    الجودة جيدة والترجمة جيدة ...

  2. Jayme

    أعتقد أن هذه هي العبارة الرائعة

  3. Neason

    يتفقون معك تماما. هناك شيء بالنسبة لي أيضًا يبدو أنه فكرة ممتازة. أنا أتفق معك.

  4. Maushicage

    Instead of the criticism, write the variants.

  5. Dorian

    يحدث ذلك. دعونا نناقش هذه القضية.

  6. Alhan

    برأيي أنك أخطأت. يمكنني إثبات ذلك. اكتب لي في رئيس الوزراء ، سوف نتحدث.



اكتب رسالة