معلومة

مثيلة الحمض النووي على الشريط الأمامي مقابل العكسي؟

مثيلة الحمض النووي على الشريط الأمامي مقابل العكسي؟


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.

أتساءل عما إذا كان من المفترض أن تكون هناك اختلافات في مثيلة الحمض النووي بين الشريطة الأمامية والخلفية للجين؟ إنني أتساءل لأنه في التصميم التمهيدي للتسلسل الحراري البيروفاليت ، قد يصمم المرء فقط مواد أولية للخيط الأمامي. هل هذا مهم للحمض النووي للإنسان / الفأر؟

في صحتك وشكرا مقدما على أي نصيحة.


في معظم الأنسجة ، يحدث ما يقرب من 100٪ من مثيلة الحمض النووي في مواقع CpG. يوفر هذا آلية مباشرة للوراثة اللاجينية. نظرًا لأن C و G مكملان ، فإن كلا الخيطين لهما موقع CpG في نفس المكان والمثيلة إما موجودة على كلا الخيوط أو على أي منهما. أثناء النسخ المتماثل ، يرث كل جزيء DNA ابنة خيطًا أصليًا مع مواقع CpG (غير الميثيلية). يمكن للأنزيمات التعرف على وجود مثيلة CpG غير متناظرة ومن ثم ميثيل الخيط الجديد عند الحاجة. لذلك ، بالنسبة لمواقع CpG ، يتم ميثلة كلا الجدولين أم لا.

ومع ذلك ، في الخلايا الجذعية الجنينية والمستحثة ، يحدث حوالي 25 ٪ من إجمالي المثيلة في مواقع غير CpG (خاصة CpA). وبالتالي ، فإن المثيلة في موضع معين ستحدث فقط على حبلا واحد. بقدر ما أعرف ، كيف / إذا كان نمط المثيلة هذا موروثًا لم يتم توضيحه بعد. علاوة على ذلك ، يحدث هذا النوع من المثيلة في جميع أنحاء الكروموسوم ويكون مرتفعًا بشكل خاص في exons بينما يحدث مثيلة CpG عمومًا في بداية موقع بدء النسخ.


هناك أيضًا ظاهرة تسمى hemimethylation حيث يتم ميثلة أحد الخيطين بينما يكون الآخر غير ميثيل أو العكس. كانت هناك العديد من الأسئلة البحثية المرتبطة بـ hemimethylation ، يمكنك العثور على المزيد عنها هنا: http://nathansheffield.com/wordpress/what-is-hemimethylated-dna/


مثيلة الحمض النووي على الخيط الأمامي مقابل العكسي؟ - مادة الاحياء

عنصر العميل: نفس حبلا المصدر. بالنسبة للمحتوى المخصص ، فهو الشريط المقدم من العميل لتصميم المجس.

ILMN Strand ، المعروف أيضًا باسم Design Strand: الخيط الذي تستخدمه Illumina لتصميم المجسات استنادًا إلى الاستقرار الديناميكي الحراري وخصوصية الموقع وفقًا لـ NCBI BLAST. لهذا السبب ، يمكن أن تختلف عن حبلا العميل / المصدر.

اتجاه أمامي / عكسي (للأمام / للخلف): تستخدم من قبل dbSNP ، يمكن أن تتغير تسميات Fwd / Rev مع تحديثات NCBI Genome Build ، لذلك يجب تحديد Genome Build عند الإبلاغ عن سلاسل Fwd / Rev. 1. بالنسبة إلى SNPs في منتجات المصفوفة القياسية ، Fwd strand = حبلا المصدر ، وينشأ من dbSNP. 2. بالنسبة إلى SNPs لمنتجات المصفوفة المخصصة بدون rsid ، يمكن للعميل تحديد سلسلة المصدر على أنها Fwd أو Rev ، بناءً على معاييرهم الخاصة. تستخدم ملفات منتجات Illumina المخصصة تعيينات العميل Fwd / Rev. ملحوظة: لا ينبغي الخلط بين حبلا Fwd ، كما هو محدد في ملفات منتج Illumina القياسية ، مع حبلا زائد (+) ، والذي يطلق عليه HapMap بالتبادل "حبلا إلى الأمام".

زائد / ناقص (+/-) ستراند: التعيين القياسي لجميع الكائنات حقيقية النواة المستخدمة بواسطة مشروع HapMapand 1000 Genomes. يقع الطرف 5 من الخيط (+) عند طرف الذراع القصيرة (الذراع p) للكروموسوم والنهاية 5 ′ من الخيط (-) عند طرف الذراع الطويلة (الذراع q). (+/-) يمكن أن تتغير التعيينات مع تحديثات NCBI Genome Build ، لذلك يجب تحديد Genome Build عند الإبلاغ عن (+/-) السلاسل.


أنماط مثيلة الحمض النووي للشيخوخة التكرارية خاصة بالخيوط وتعكس التغيرات في التشكل الكروماتين

يرتبط الشيخوخة المتكررة للخلايا في المزرعة بتغيرات مثيلة الحمض النووي عالية التكاثر (DNAm) في مواقع محددة في الجينوم. حتى الآن ، من غير الواضح إلى حد كبير ما إذا كانت هذه التعديلات اللاجينية منظمة بشكل مباشر ، أو إذا تم استحضارها بشكل عشوائي عن طريق تغييرات الكروماتين الأخرى أثناء الثقافة طويلة المدى.

لقد حددنا CG ثنائي النوكليوتيدات (CpGs) التي تصبح مفرطة أو ناقصة الميثيل بشكل مستمر في سياق توسع ثقافة الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs) وأنواع الخلايا الأخرى. توفر هذه التعديلات علامة بيولوجية للشيخوخة التكرارية وترتبط بعدد المقاطع في المختبر. أثناء إعادة البرمجة إلى الخلايا الجذعية المستحثة (iPSCs) ، يتم عكس الحمض النووي المرتبط بالشيخوخة في وقت واحد مع تغييرات الحمض النووي المرتبطة بتعدد القدرات. أظهر تسلسل أمبليكون المشفر ثنائي الكبريت (BBA-seq) أنه عند تمرير أنماط الحمض النووي لـ CpGs المجاورة تصبح أكثر تعقيدًا دون دليل على التطور المستمر للنمط. والجدير بالذكر أن BBA-seq من جزيئات الحمض النووي المرتبطة بدبابيس الشعر قد أظهر أن العديد من صباغات CpG يتم ميثيلها فقط على الشريط الأمامي أو العكسي. تم حفظ هذا الميثيل النصفي عبر العديد من الممرات ، مما يشير إلى أنه لم يكن بسبب عدم كفاية الصيانة لأنماط الحمض النووي. كشف التقاط التشكل الكروماتين الدائري (4C) من CpGs المرتبطة بالشيخوخة عن تغييرات قابلة للتكرار أثناء الشيخوخة دون دليل على التفاعل التفضيلي بين CpGs التي تصبح إما مفرطة أو ناقصة الميثيل.

مجتمعة ، يتقلب الحمض النووي المرتبط بالشيخوخة بشكل عشوائي في مواقع محددة في الجينوم. يشير الحمض النووي الخاص بالضفيرة والتغيرات القابلة للتكرار في 4C إلى أن التعديلات اللاجينية من ثنائيات CG هذه لا يتم تنظيمها بطريقة مستهدفة ولكنها ناتجة عن حالات تشكل الكروماتين ذات الترتيب العالي الخاصة بالممر.


كيف يمكننا قياس العمر البيولوجي

لفهم الطرق التي يمكننا من خلالها قياس العمر البيولوجي وربط النقاط بين الشيخوخة البيولوجية ومثيلة الحمض النووي - والتي ، كما يوحي اسمها ، هي إضافة مجموعات الميثيل وإزالتها إلى خيوط من الحمض النووي - يجب علينا التراجع والنظر في بعض القفزات العلمية العملاقة التي تحققت في العقدين الماضيين. كان فهمنا المتزايد لـ علم التخلق.

علم التخلق هو الطبقة البيوكيميائية التي توصف بأنها تجلس على قمة حمضنا النووي ، وتنظم كيفية قراءة المادة الجينية. اعتمادًا على الأنماط اللاجينية في جين معين ، قد يتم "تشغيل" هذا الجين (أي ، يتم قراءته واستخدامه بشكل نشط) ، أو "إيقاف تشغيله" (أي مغلق وصامت). الجينات التي قد ترغب في تشغيلها هي تلك الجينات مثل الجينات الكابتة للورم ، والتي تقاوم السرطان ، وتلك التي قد ترغب في إيقاف تشغيلها ، أو على الأقل تقليلها ، هي تلك التي تعزز الالتهاب. ومع ذلك ، فإن هذا هو عكس ما يحدث تمامًا لهذه الجينات مع نمو عمرنا البيولوجي. يبدو الأمر كما لو أننا مبرمجون للمرض. ما لم نتمكن من إيجاد طريقة لإبطاء أو عكس عملية الشيخوخة نفسها.

إلى حد بعيد ، فإن الآلية الكيميائية الحيوية اللاجينية الأكثر بروزًا والأكثر بحثًا هي آلية مثيلة الحمض النووي ، والتي تتضمن إضافة "مجموعة ميثيل" صغيرة (مجرد كربون واحد مع ثلاثة هيدروجين متصلة) إلى قاعدة سيتوزين مكشوفة على حبلا الحمض النووي.

مثيلة الحمض النووي هي أكثر آلية جينية تمت دراستها جيدًا وترتبط ارتباطًا وثيقًا بالشيخوخة البيولوجية.

لقد ثبت مؤخرًا أن أنماط ميثليكون الحمض النووي تتنبأ بالعمر البيولوجي بدقة لا تصدق. قبل بضع سنوات فقط ، في عام 2013 ، نشر الدكتور ستيف هورفاث ، أحد أبرز الباحثين في مجال الوراثة اللاجينية ، بحثًا مثيرًا للغاية. في ذلك ، وضع العمل الذي قام به هو وفريقه في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس للتنبؤ بعمر الإنسان عن طريق قياس حالة المثيلة لـ 353 موقعًا من مواقع السيتوزين على الحمض النووي لدينا والقيام بذلك بشكل أكبر بكثير من طول التيلومير والعلامات الحيوية الأيضية.

بدأ علماء آخرون أيضًا في نشر تنبؤاتهم الخاصة بالعمر اللاجيني ، وأصبحت تُعرف مجتمعة باسم "الساعات اللاجينية" أو "الساعات البيولوجية". إنها أفضل طريقة لتحديد العمر البيولوجي.

ويمكنهم أيضًا مساعدتنا في تقييم كيفية تأثير تدخلاتنا الصحية على تقدمنا ​​في العمر.

انضم إلى الأصغر الأصغر سنا لمنع وعكس الشيخوخة البيولوجية والحصول على قائمة الانتظار لبرنامج أصغر منك.


الاستنتاجات

يمكن أن توظف الصبغات المتعدّدة الصبغيات آليات متنوعة للتعامل مع الجينومات المكررة والمكررة. بينما كانت الدراسات السابقة تراغوبوجون أظهر allopolyploids أن الخسارة المثلية هي نتيجة شائعة لإضفاء الصبغة الخيفية ، وهنا نظهر أن مثيلة الحمض النووي يمكن أن تُسكِت سلالة متجانسة واحدة أو يمكن أن تنظم مستوى التعبير عن المثلية السلفية. كمصادر جينية أخرى لـ تراغوبوجون ، يجب إجراء تحليلات مثيلة على مستوى الجينوم لتقييم مدى انتشار مثيلة المثلية داخل الأنواع متعددة الصبغيات.


معلومات الكاتب

العنوان الحالي: قسم الهندسة الطبية الحيوية ، جامعة كاليفورنيا - إيرفين ، إيرفين ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية

ساهم هؤلاء المؤلفون بالتساوي: جوسلين تشارلتون وتيموثي ل.داونينج.

الانتماءات

قسم تنظيم الجينوم ، معهد ماكس بلانك للوراثة الجزيئية ، برلين ، ألمانيا

جوسلين تشارلتون ، سفين كلاجس ، بيرند تيمرمان وألكسندر ميسنر

قسم الخلايا الجذعية والبيولوجيا التجديدية ، جامعة هارفارد ، كامبريدج ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

جوسلين تشارلتون ، تيموثي إل. داونينج ، زاكاري د. سميث ، كيندل كليمنت ، رامونا بوب ، فيرونيكا أكوبيان ، ألكسندر إم تسانكوف وألكسندر ميسنر

معهد برود في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد ، كامبريدج ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

تيموثي إل داونينج ، زاكاري د. سميث ، هونج كانغ جو ، كيندل كليمنت ، ألكسندر إم تسانكوف ، أندرياس جنيرك وألكسندر ميسنر

قسم كين أند روث ديف لطب الأعصاب ، قسم علم وظائف الأعضاء ، كلية فينبرغ للطب ، جامعة نورث وسترن ، شيكاغو ، إلينوي ، الولايات المتحدة الأمريكية

ديفيد بي سانتوس وأمبير إيفانجيلوس كيسكينيس

قسم الطب النفسي التحويلي ، معهد ماكس بلانك للطب النفسي ، ميونيخ ، ألمانيا

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

مساهمات

جي سي ، تي إل دي و أ. صمم الدراسة بمدخلات من Z.D.S. T.L.D. ، JC ، R.P. و V.A. أجرى التجارب. طور كل من H.G. و A.G. بروتوكول RRBS أحادي الخلية متعدد الإرسال ، وأنشأ مكتبات التسلسل وساعد في التصميم والتحليل التجريبيين. ك ، س.ك. ، ب. و M.J.Z. ساعد في معالجة البيانات. أجرى جي سي تحليلات المعلوماتية الحيوية. أ.م. أجرى تحليل دورة الخلية أحادية الخلية RNA-seq. د. و E.K. إجراء تمايز MN وتوصيفها وجمع العينات. JC ، T.L.D. ، Z.D.S. ، A.G. و A.M. فسر البيانات. جي سي ، تي إل دي ، زي دي إس. و أ. كتب المخطوطة بمساعدة المؤلفين الآخرين.

المؤلف المراسل


الشكل التكميلي 1 عزل وتحليل الميثلة العالمي للنواة العصبية (NeuN +) وغير العصبية (NeuN -) من أنسجة المخ المجمدة.

(أ) تم عزل النوى في هذا المثال التمثيلي عن طريق فرز النوى المنشطة الفلورية (FANS) من قشرة الفص الجبهي (BA9) وتم عزل الحطام والمزدوجات ونواة الفلورسنت التلقائية. تم فصل النوى المتبقية بناءً على اكتشاف الجسم المضاد لـ NeuN المقترن بـ AlexaFluor 488. تم تكرار FANS 8 مرات على الأقل لكل منطقة دماغية. (ب) مثال على نوى ملطخة بمضاد NeuN و DAPI على حد سواء تلطيخ قبل وبعد الفرز المتكرر مرتين مع نتائج مماثلة. (ج) تشير نسبة نوى NeuN + المعزولة عبر FANS من عينات الأنسجة من أسهم مناطق الدماغ المشار إليها إلى لكمتين من عينة الأنسجة نفسها. الأنسجة من BA9 ، القشرة الحزامية الأمامية (BA24) ، الحصين (HC) والنواة المتكئة (NAcc) من ستة أفراد كما هو محدد. (د) نسبة نوى NeuN + المعزولة عبر مراوح مخططة مقابل فترة ما بعد الوفاة من عينات الأنسجة من مناطق الدماغ المشار إليها (BA9 ، ن = 11 BA24 ، ن = 13 HC ، ن = 13 NAcc ، ن = 8 أفراد). التراكب هو خط يوضح الوسط الشرطي ، وفاصل ثقة 95٪ مظلل ، لهذه العلاقة كما هو مقدّر باستخدام نموذج خطي داخل كل نسيج. (ه) متوسط ​​CpG جسمي (mCG) و (F) مثيلة غير CpG (mCH) لـ NeuN + (ن = 6 أفراد لـ BA9 و HC و NAcc و ن = 5 لـ BA24) و NeuN - نوى (ن = 6 أفراد لـ BA9 و HC و NAcc و ن = 4 لـ BA24) يشار إلى فروق ذات دلالة إحصائية في mC العالمية بين الأنسجة داخل سياقات ثنائي النوكليوتيد وحالة NeuN. قيم P في (ه,F) لإجراء مقارنات متعددة باستخدام اختبار الفروق الجوهري الصادق الذي أجرته Tukey.

الشكل التكميلي 2 الاختلافات في مثيلة الحمض النووي بين مناطق الدماغ تقتصر على النوى العصبية.

تحليلات المكون الرئيسي (PCA) للمسافات المشتقة من متوسط ​​مستويات مثيلة CpG الجسدية في فترات 1 كيلو بايت في (أ) الأنسجة السائبة ، (ب) نوى + نوى ، (ج) تجمع الأنسجة الكبيرة والنواة المصنفة معًا ، و (د) النيون - النوى. يشار إلى الأنسجة ونوع العينة والأفراد كما هو موضح. (ه) مصفوفة الارتباط بين العينات بناءً على متوسط ​​مثيلة CpGs المشتركة عبر جميع العينات. (a-e) الأنسجة من القشرة الحزامية الأمامية (BA24 NeuN + n = 5 أفراد NeuN - ن = 4 ، الجزء الأكبر ن = 6) ، قشرة الفص الجبهي الظهراني (BA9 NeuN + ن = 6 ، نيون - ن = 6 ، الجزء الأكبر ن = 6) ، قرن آمون (HC NeuN + ن = 6 ، نيون - ن = 6 ، الجزء الأكبر ن = 6) والنواة المتكئة (NAcc NeuN + ن = 6 ، نيون - ن = 6 ، الجزء الأكبر ن = 6).

الشكل التكميلي 3 تحليل التباين عبر أنواع العينات.

(أ) ارتباطات بيرسون لمثيلة الحمض النووي بين العينات من نفس الأنسجة داخل أي من المانحين (عينات مجمعة تتكون من كل من NeuN + و NeuN - ن = 27) أو نوع خلية (NeuN + ، ن = 23 أو NeuN - ، ن = 22 عينة). (ب) بين اختلاف العينة داخل منطقة الدماغ ونوع العينة ، كدالة لمستوى المثيلة. (ج) نسبة CpGs مع فرق مثيلة تقديري مطلق أكبر من 10٪ (تم اختيارها لأن جميع CG-DMRs لها فرق مثيلة مطلق و GT 10٪) بين مناطق الدماغ المشار إليها ، مقسمة حسب نوع العينة (NeuN + ، NeuN - ، الجزء الأكبر).

الشكل التكميلي 4 ملامح الميثيل متميزة بين النوى العصبية وغير العصبية وبين الخلايا العصبية من مناطق الدماغ المتميزة.

(أ) التجميع الهرمي للعينات استنادًا إلى المتوسط ​​لكل عينة مثيلة لأعلى 20000 خلية محددة من نوع CG-DMRs. أمثلة على (ب) CG-DMRs الخاصة بنوع الخلية وكتلة خاصة بنوع الخلية من المثيلة التفاضلية (NeuN + هي NeuN خضراء - أرجوانية) و (ج) الخلايا العصبية CG-DMRs. تظهر قيم المثيلة باللون الوردي المظلل CG-DMRs وتتداخل مع جينات ترميز البروتين الموضحة أسفل كل رسم بياني. (د) متوسط ​​قيم مثيلة CpG لنواة NeuN + داخل كل منطقة دماغية عبر نافذة 3 كيلو بايت تتمحور حول CG-DMRs (ن = 208) تم تحديدها بين BA9 و BA24 و HC. بالنسبة إلى BA9 و HC ، ن = 6 أفراد و ن = 5 أفراد لـ BA24. تم تجميع CG-DMRs بواسطة مجموعات k-mean بناءً على أنماط المثيلة الخاصة بهم. تظهر مخططات Metagene لكل مجموعة على اليمين مع الإشارة إلى عدد CG-DMRs. (ه) مثل كلمة (ج) مع تغطية تسلسل ATAC الطبيعي لنوى NeuN + من NAcc و BA9 (الوسائل الفردية هي خطوط شفافة تعني أن الأنسجة هي خطوط معتمة). مناطق إمكانية الوصول التفاضلية (DARs) و CG-DMRs و CG-block مظللة باللون الوردي.

الشكل التكميلي 5 مثيلة غير CpG متشابهة عبر الخيوط والسياقات.

تم قياس مثيلة الخلايا العصبية (NeuN +) غير CpG في حاويات 1 كيلو بايت (ن = 2،881،044) عبر autosomes. تمت إزالة الصناديق مع تغطية قليلة أو معدومة للسيتوزينات. (أ) مثيلة غير CpG في سياق CA على الخيط الإيجابي مقارنة عبر مكررين بيولوجيين. (ب) مثيلة غير CpG في سياق CA مقارنة بين الخيط الموجب والسالب داخل عينة فردية. (ج) مثيلة غير CpG على الشريط الإيجابي مقارنة بين سياق CA وسياق التصوير المقطعي داخل عينة فردية. الخط الأحمر الثابت هو y = x ، والخط الأحمر المتقطع هو أفضل خط انحدار عبر الأصل (الارتباط والمعادلة الموضحة في الرسم البياني).

الشكل التكميلي 6 مثيلة غير CpG متسقة عبر حبلا والسياق ومع مثيلة CpG.

التجميع الهرمي للعينات بناءً على الدرجة z للمثيلة على (أ) CA (-) DMRs ، (ب) CT (+) DMRs و (ج) CT (-) DMRs. (د) التجميع الهرمي للعينات بناءً على درجات z للمثيلة لـ CA (+) DMRs التي تتداخل مع CG-DMRs.

الشكل التكميلي 7 تميز مناطق الكروماتين المفتوحة بوضوح NeuN + من عينات NeuN.

(أ) نموذج مصفوفة الارتباط لأعداد قراءة تسلسل ATAC [log2(العد لكل مليون)] في مناطق الكروماتين المفتوحة (أخضر = نوى + نوى ، أرجواني = نوى - نوى ، برتقالي = نواة متكئة (NAcc) ، أزرق = قشرة الفص الجبهي (BA9)). بالنسبة إلى NeuN + و NeuN - عينات من BA9 و NAcc ، ن = 6 أفراد لكل منهما. (ب) مخطط متوسط ​​الفرق لبيانات إمكانية الوصول القصوى التي تقارن بين: NeuN + إلى NeuN - nuclei. تظهر المناطق التي يمكن الوصول إليها بشكل تفاضلي (DARs) باللون البرتقالي. تم أخذ عينات البيانات بشكل عشوائي (100٪ من التوصيات ، و 10٪ من غير التوصيات).

يرتبط الشكل التكميلي 8 مثيلة الحمض النووي وإمكانية الوصول إلى الكروماتين بالتعبير الجيني.

(أ) متوسط ​​مستويات المثيلة حول جينات ترميز البروتين (ن = 19823) بمستويات تعبير مختلفة في نوى الخلايا العصبية المعزولة من النواة المتكئة (NAcc) وقشرة الفص الجبهي (BA9). يتم تقسيم كل طول جين إلى 100 حاوية وتمتد البيانات بطولين لأعلى ولأسفل. ينقسم التعبير الجيني إلى أرباع بناءً على RPKM. (ب ، ج) مخططات مبعثرة تظهر ارتباط بيرسون للتعبير الجيني التفاضلي [سجل2(أضعاف التغيير)] (ن = 16.538) مع: (ب) mCA التفاضلية و mCG ، و (ج) إمكانية الوصول التفاضلية [سجل2(تغيير أضعاف)] من نوى عصبية NAcc مقابل BA9. تظهر جينات ترميز البروتين المعبر عنها تفاضليًا (DEGs) باللون البرتقالي. وترد قيم الارتباط (مع 95٪ CI) أسفل كل رسم بياني. (د,ه) مخططات مبعثرة تظهر ارتباطات بيرسون للتعبير الجيني التفاضلي [سجل2(تغيير أضعاف)] مع السمات اللاجينية التفاضلية من نوى الخلايا العصبية NAcc مقابل BA9 التي تتداخل (د) المروجين و (ه) أجسام الجينات. تظهر DEGs باللون البرتقالي ويشار إلى عدد الجينات (n) مع الميزة (الميزات). (F) العلاقات بين التعبير عن جينات ترميز البروتين وإمكانية الوصول إلى الكروماتين ، و mCA ، و mCG داخل جسم الجين في نوى الخلايا العصبية NAcc و BA9. تُظهر الكونتور كثافات النقطة ويظهر الخط الأحمر اتجاهًا متجانسًا. (أ-F) ن = 6 أفراد لكل من العينات العصبية NAcc و BA9.

الشكل 9 التكميلي تحليل SLDSR لكل ميزة.

تم تضمين كل ميزة مصورة في الشكل بشكل منفصل في تحليل SLDSR بما في ذلك 53 ميزة أساسية. يتم عرض النتائج من التفاضل الخاص بنا والميزات اللاجينومية الثلاث غير التفاضلية (Brain H3K27ac 30 ، CNS 51 ، chromHMM 15) بواسطة السمة ، يتم عرض نفس النتائج في الشكل 5 بدون القدرة على تحديد السمات الفردية. (أ) معامل z-scores. يتم الإبلاغ عن الإثراء فقط للسمات حيث يكون لميزة واحدة على الأقل درجة z أكبر بكثير من 0 (اختبار z أحادي الجانب مع alpha = 0.05 ، قيم P تم تصحيحها داخل كل سمة باستخدام طريقة Holm). (ب) الإثراء + / - 2 خطأ معياري. تم الإبلاغ عن أحجام GWAS لكل سمة في الجدول التكميلي 24.

الشكل التكميلي 10 تحليل SLDSR للميزات اللاجينومية التفاضلية ، والتحكم في الميزات اللاجينومية غير التفاضلية.

تم تضمين كل من الميزات اللاجينومية التفاضلية (الخلايا العصبية CG-DMRs و DARs و CG-DMRs و DARs) بشكل منفصل في تحليل SLDSR مع 3 ميزات غير متباينة فوق الجينوم (Brain H3K27ac 30 ، CNS 51 ، chromHMM 15). في الأساس (53 ميزات). تظهر النتائج حسب السمة نفس النتائج معروضة في الشكل 5 بدون القدرة على تحديد السمات الفردية. (أ) معامل z-scores. يتم الإبلاغ عن الإثراء فقط للسمات حيث يكون لميزة واحدة على الأقل درجة z أكبر بكثير من 0 (اختبار z أحادي الجانب مع alpha = 0.05 ، قيم P تم تصحيحها داخل كل سمة باستخدام طريقة Holm). (ب) الإثراء + / - 2 خطأ معياري. تم الإبلاغ عن أحجام GWAS لكل سمة في الجدول التكميلي 24.

الشكل التكميلي 11 تحليل SLDSR للميزات اللاجينومية التفاضلية ، والتحكم في الميزات اللاجينومية غير التفاضلية عن طريق استبعاد تداخلها من خط الأساس.

تم تضمين كل من الميزات اللاجينومية التفاضلية (الخلايا العصبية CG-DMRs و DARs و CG-DMRs و DARs) بشكل منفصل في تحليل SLDSR بما في ذلك الميزات الثلاث اللاجينومية غير التفاضلية (Brain H3K27ac 30 ، CNS 51 ، chromHMM 15) في خط الأساس. بالنسبة للسمات اللاجينومية الثلاث غير التفاضلية المضمنة في خط الأساس ، أزلنا أي تداخل مع السمات اللاجينومية التفاضلية. تظهر النتائج حسب السمة نفس النتائج معروضة في الشكل 5 بدون القدرة على تحديد السمات الفردية. (أ) معامل z-scores. يتم الإبلاغ عن الإثراء فقط للسمات حيث يكون لميزة واحدة على الأقل درجة z أكبر بكثير من 0 (اختبار z أحادي الجانب مع alpha = 0.05 ، قيم P تم تصحيحها داخل كل سمة باستخدام طريقة Holm). (ب) الإثراء + / - 2 خطأ معياري. تم الإبلاغ عن أحجام GWAS لكل سمة في الجدول التكميلي 24.


الاختصارات

5mC5-ميثيل سيتوزين
5 أوم5-هيدروكسي ميثيل سيتوزين
AuNPsجزيئات الذهب النانوية
بي بيقاعدة الزوج
CGIجزيرة CpG
ط معتبة الدورة
كوبراالجمع بين تحليل تقييد ثنائي كبريتيت
DNMTميثيل ترانسفيراز الحمض النووي
إليساانزيم مرتبط المناعي فحص
ECالكهروكيميائية
HRCAتضخيم الدائرة المتداول مفرط الامتياز
HPLCسائل فاصل للون عالي الكفائه
فيروس الورم الحليمي البشريفيروس الورم الحليمي البشري
HRPالفجل بيروكسيداز
IVDالتشخيص في المختبر
لومافحص مثيلة قياس اللومينومتري
اللدالحد من الكشف
MBDمجال ربط ميثيل CpG
MS-PCRPCR الخاصة بالميثيلة
MS-HRMذوبان عالي الدقة خاص بالميثيلة
MSREإنزيمات التقييد الحساسة للميثيل
MeDIPالترسيب المناعي للحمض النووي الميثيلي
ميرامقايسة استرداد الجزيرة الميثيلية- CpG
MS-SnuPEملحق التمهيدي أحادي النوكليوتيدات الحساس للميثيل
MS-MLPAتضخيم مسبار حساس للميثيل يعتمد على الربط
مالدي توفامتصاص الليزر / التأين بمساعدة المصفوفة وقت الرحلة
MS-MRMقياس الطيف الكتلي لرصد التفاعل المتعدد
NGSتسلسل الجيل القادم
NSCLCسرطان الرئة ذو الخلايا غير الصغيرة
NTالنوكليوتيدات
التطوير التنظيميالكثافة البصرية
إعادةانزيم التقييد
RRBSانخفاض تسلسل تمثيل بيسلفيت
SNPتعدد الأشكال النوكليوتيدات واحد
SMRTالتسلسل في الوقت الحقيقي لجزيء واحد
WGBSتسلسل الجينوم الكامل بيسلفيت

برايمر بيسلفيت - & # 34Top & # 34 و & # 34 أسفل & # 34 ستراند - (17 سبتمبر 2012)

مرحبًا ، أنا أبحث عن بعض المساعدة فيما يتعلق بتصميم بادئات تسلسل بيسلفيت.

أثناء مراجعة الأدبيات ، لاحظت أن بعض الأوراق تشير إلى مجموعات التمهيدي المصممة خصيصًا إما للضفيرة السفلية أو الشريط العلوي. قد يكون لهذا تفسير بسيط أني أفتقده ، لكن ما زلت أواجه صعوبة في استيعاب ذلك. عندما نصمم مواد أولية لـ PCR العادي ، فإننا نختار أساسًا من الشريط العلوي وبادئًا من الشريط العكسي. كيف نختار البادئات من خيط واحد فقط إذا كانت التسلسلات متشابهة ، ولكن فقط التكملة العكسية لبعضها البعض؟ أقدر أي فكرة يمكنك تقديمها & # 33

هل يمكنك ذكر الأوراق التي تشير إليها من فضلك؟

بعد تعديل ثنائي كبريتيت ، لم تعد خيوط DNA مكملة لبعضها البعض. عند تصميم بادئات PCR ثنائية الكبريتيت ، فإننا عادةً ما نصممها على خيط DNA المعنى ، على الرغم من أنه ليس من الخطأ تصميم البادئات على الشريط الناقص. يعتمد هذا على حقيقة أن مثيلة الحمض النووي متماثلة. آمل أن أكون قد فهمت نفسي.

نظرًا لأن خيوط الحمض النووي لم تعد مكملة بعد تعديل بيسلفيت ، يتم استخدام بادئات خاصة بالحبلا لتضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل. عادة ما يتم اختيار خصلة الإحساس للتصميم التمهيدي.

شكرا جزيلا لك على كل ردودك. الورقة التي أنظر إليها على وجه التحديد هي:

Hansen، R. S. "X المثيلة الخاصة بالتعطيل لعناصر LINE-1 بواسطة DNMT3B: الآثار المترتبة على فرضية تكرار ليون." علم الوراثة الجزيئية البشرية 12.19 (2003): 2559-567.

هنا مبتدئ آخر مرتبك. ما زلت غير متأكد بنسبة 100٪ من أنني أفهم الحديث عن البادئات "الخاصة بالخيوط". أليس هذا مثل التصميم التمهيدي PCR "التقليدي" ، باستثناء أن أحدهما بالطبع يستخدم تسلسل محوّل ثنائي الكبريتات؟

أعني ، عادةً ما أستخدم تسلسل خيوط الإحساس فقط كقالب تصميم وأستخدم شيئًا مثل Primer3 لاختيار المواد الأولية. إذا استخدمت الآن تسلسل الإحساس المحول إلى ثنائي كبريتات ، فمن الواضح أنني سأحصل على أساس عكسي (مضاد للمعنى) مكمل تمامًا لخيط الإحساس ، وبادئ (بمعنى) أمامي ليس مكملاً للخيط المضاد للمعنى بسبب تحويل ثنائي الكبريتات . لذلك خلال الجولة الأولى من PCR ، سيتم تضخيم خيط الإحساس فقط. وبعد ذلك ، فإن التمهيدي الأمامي سوف يرتبط بالمنتجات الجديدة والباقي هو تضخيم أسي لشريط الإحساس الأصلي. هل هذا ما تعنيه خصوصية الشريط؟

أنا فقط لا أرى ماذا يمكنني أن أفعل. أعني ، إذا قمت بتصميم البادئات المناسبة لكل من الخيوط المحولة ، فإنها ستضخم القوالب الأصلية بشكل صحيح ، ولكن ليس المنتجات ، لذلك سيكون التضخيم خطيًا فقط.


مفتاح تشغيل وإيقاف لتحرير الجينات

على مدار العقد الماضي ، أحدث نظام تحرير الجينات CRISPR-Cas9 ثورة في الهندسة الوراثية ، مما سمح للعلماء بإجراء تغييرات مستهدفة على الحمض النووي للكائنات الحية. في حين أن النظام يمكن أن يكون مفيدًا في علاج مجموعة متنوعة من الأمراض ، فإن تعديل CRISPR-Cas9 يتضمن قطع خيوط الحمض النووي ، مما يؤدي إلى تغييرات دائمة في المادة الجينية للخلية.

الآن ، في ورقة بحثية نُشرت على الإنترنت في زنزانة في 9 أبريل ، وصف الباحثون تقنية جديدة لتحرير الجينات تسمى CRISPRoff تسمح للباحثين بالتحكم في التعبير الجيني بدقة عالية مع ترك تسلسل الحمض النووي دون تغيير. تم تصميم هذه الطريقة من قبل عضو معهد وايتهيد جوناثان وايزمان ، والأستاذ المساعد بجامعة كاليفورنيا سان فرانسيسكو لوك جيلبرت ، وباحث ما بعد الدكتوراة في مختبر وايزمان ، جيمس نونيز ، والمتعاونون ، وهذه الطريقة مستقرة بما يكفي ليتم توريثها من خلال مئات الانقسامات الخلوية ، كما أنها قابلة للعكس تمامًا.

يقول وايزمان ، وهو أيضًا أستاذ علم الأحياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومحقق في معهد هوارد هيوز الطبي: "القصة الكبيرة هنا هي أن لدينا الآن أداة بسيطة يمكنها إسكات الغالبية العظمى من الجينات". "يمكننا القيام بذلك لجينات متعددة في نفس الوقت دون أي ضرر للحمض النووي ، مع قدر كبير من التجانس ، وبطريقة يمكن عكسها. إنها أداة رائعة للتحكم في التعبير الجيني ".

تم تمويل المشروع جزئيًا من خلال منحة 2017 من وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة لإنشاء محرر جيني قابل للعكس. "تقدم سريعًا أربع سنوات [من المنحة الأولية] ، وأخيراً يعمل CRISPRoff على النحو المتصور بطريقة الخيال العلمي" ، كما يقول المؤلف الرئيسي المشارك جيلبرت. "من المثير رؤيتها تعمل بشكل جيد للغاية في الممارسة."

الهندسة الوراثية 2.0

يستخدم نظام CRISPR-Cas9 الكلاسيكي بروتينًا لقطع الحمض النووي يسمى Cas9 موجود في أجهزة المناعة البكتيرية. يمكن أن يستهدف النظام جينات معينة في الخلايا البشرية باستخدام دليل واحد من الحمض النووي الريبي ، حيث تخلق بروتينات Cas9 فواصل صغيرة في حبلا الحمض النووي. ثم تقوم آلية الإصلاح الموجودة بالخلية بإصلاح الثقوب.

لأن هذه الأساليب تغير تسلسل الحمض النووي الأساسي ، فهي دائمة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن اعتمادهم على آليات الإصلاح الخلوي "الداخلية" يعني أنه من الصعب حصر النتيجة في تغيير واحد مرغوب فيه. يقول Weissman: "على الرغم من جمال تقنية CRISPR-Cas9 ، إلا أنها لا تقوم بإصلاح العمليات الخلوية الطبيعية المعقدة والمتعددة الأوجه". "من الصعب للغاية التحكم في النتائج."

هذا هو المكان الذي رأى فيه الباحثون فرصة لنوع مختلف من محرر الجينات - محرر لم يغير تسلسل الحمض النووي نفسه ، ولكنه غيّر طريقة قراءتها في الخلية.

هذا النوع من التعديل هو ما يسميه العلماء "الوراثة اللاجينية" - يمكن إسكات الجينات أو تنشيطها بناءً على التغييرات الكيميائية في خيط الحمض النووي. مشاكل التخلق في الخلية مسؤولة عن العديد من الأمراض البشرية مثل متلازمة X الهش وأنواع مختلفة من السرطان ، ويمكن أن تنتقل عبر الأجيال.

غالبًا ما يعمل إسكات الجينات اللاجينية من خلال المثيلة - إضافة علامات كيميائية إلى أماكن معينة في شريط الحمض النووي - مما يتسبب في عدم إمكانية الوصول إلى الحمض النووي الريبي بوليميراز ، وهو الإنزيم الذي يقرأ المعلومات الجينية في تسلسل الحمض النووي إلى نسخ RNA الرسول ، والتي يمكن أن تكون في النهاية مخططات للبروتينات.

كان Weissman والمتعاونون معه قد أنشأوا سابقًا محررين جينيّين آخرين يسمى CRISPRi و CRISPRa - لكن كلاهما جاء مع تحذير. ولكي تعمل الخلايا في الخلايا ، يجب أن تعبر باستمرار عن البروتينات الاصطناعية للحفاظ على التغييرات.

يقول جيلبرت: "باستخدام تقنية CRISPRoff الجديدة هذه ، يمكنك [التعبير عن بروتين لفترة وجيزة] لكتابة برنامج تتذكره الخلية وتنفذه إلى أجل غير مسمى". "إنه يغير اللعبة ، لذا فأنت الآن تكتب تغييرًا يتم تمريره عبر أقسام الخلايا - في بعض الطرق يمكننا أن نتعلم إنشاء إصدار 2.0 من CRISPR-Cas9 يكون أكثر أمانًا وفعالية ، ويمكنه القيام بكل ذلك أشياء أخرى كذلك. "

بناء التبديل

لبناء محرر جيني يمكن أن يحاكي مثيلة الحمض النووي الطبيعي ، ابتكر الباحثون آلة بروتين صغيرة ، موجهة بواسطة RNAs صغيرة ، يمكن أن تضع مجموعات الميثيل على نقاط محددة على الشريط. ثم يتم "إسكات" هذه الجينات الميثيلية ، أو إيقاف تشغيلها ، ومن هنا جاء اسم CRISPRoff.

نظرًا لأن الطريقة لا تغير تسلسل خيط الحمض النووي ، يمكن للباحثين عكس تأثير الإسكات باستخدام الإنزيمات التي تزيل مجموعات الميثيل ، وهي طريقة أطلقوا عليها اسم كريسبرون.

أثناء اختبارهم لـ CRISPRoff في ظروف مختلفة ، اكتشف الباحثون بعض الميزات المثيرة للاهتمام للنظام الجديد. لسبب واحد ، يمكن أن تستهدف الطريقة الغالبية العظمى من الجينات في الجينوم البشري - ولم تعمل فقط مع الجينات نفسها ، ولكن أيضًا لمناطق أخرى من الحمض النووي تتحكم في التعبير الجيني ولكنها لا ترمز للبروتينات. يقول المؤلف الأول نونيز: "كانت تلك صدمة كبيرة حتى بالنسبة لنا ، لأننا اعتقدنا أنها ستكون قابلة للتطبيق فقط على مجموعة فرعية من الجينات".

أيضًا ، وبشكل مفاجئ للباحثين ، كان CRISPRoff قادرًا حتى على إسكات الجينات التي لا تحتوي على مناطق ميثيلية كبيرة تسمى جزر CpG ، والتي كان يُعتقد سابقًا أنها ضرورية لأي آلية مثيلة للحمض النووي.

يقول جيلبرت: "ما كان يعتقد قبل هذا العمل هو أن 30 بالمائة من الجينات التي لا تحتوي على جزيرة CpG لم يتم التحكم فيها عن طريق مثيلة الحمض النووي". "لكن عملنا يظهر بوضوح أنك لا تحتاج إلى جزيرة CpG لإيقاف الجينات عن طريق المثيلة. كان ذلك ، بالنسبة لي ، مفاجأة كبيرة ".

كريسبر في البحث والعلاج

للتحقيق في إمكانات CRISPRoff للتطبيقات العملية ، اختبر العلماء الطريقة في الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات. هذه هي الخلايا التي يمكن أن تتحول إلى أنواع لا حصر لها من الخلايا في الجسم اعتمادًا على مزيج الجزيئات التي تتعرض لها ، وبالتالي فهي نماذج قوية لدراسة تطور ووظيفة أنواع معينة من الخلايا.

اختار الباحثون جينًا لإسكات الخلايا الجذعية ، ثم حثوها على التحول إلى خلايا عصبية تسمى الخلايا العصبية. عندما بحثوا عن نفس الجين في الخلايا العصبية ، اكتشفوا أنه ظل صامتًا في 90٪ من الخلايا ، وكشفوا أن الخلايا تحتفظ بذاكرة التعديلات اللاجينية التي أجراها نظام CRISPRoff حتى أثناء تغيير نوع الخلية.

كما اختاروا جينًا واحدًا لاستخدامه كمثال على كيفية تطبيق كريسبروف على العلاجات: الجين الذي يرمز لبروتين تاو المتورط في مرض الزهايمر. بعد اختبار الطريقة في الخلايا العصبية ، تمكنوا من إظهار أن استخدام CRISPRoff يمكن استخدامه لإيقاف تعبير Tau ، على الرغم من عدم إيقافه تمامًا. يقول وايزمان: "ما أظهرناه هو أن هذه استراتيجية قابلة للتطبيق لإسكات تاو ومنع التعبير عن هذا البروتين". السؤال إذن ، كيف توصل هذا إلى شخص بالغ؟ وهل سيكون ذلك كافيًا حقًا للتأثير على مرض الزهايمر؟ هذه أسئلة مفتوحة كبيرة ، وخاصة الأخيرة ".

حتى إذا لم تؤدِ تقنية CRISPRoff إلى علاجات مرض الزهايمر ، فهناك العديد من الحالات الأخرى التي يمكن تطبيقها عليها. وبينما لا يزال التسليم إلى أنسجة معينة يمثل تحديًا لتقنيات تحرير الجينات مثل CRISPRoff ، "أظهرنا أنه يمكنك توصيله بشكل عابر مثل الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي ، نفس التكنولوجيا التي هي أساس لقاح فيروس كورونا Moderna و BioNTech ،" Weissman يقول.

يشعر ويسمان وجيلبرت والمتعاونون بالحماس تجاه إمكانات CRISPRoff للبحث أيضًا. يقول وايزمان: "نظرًا لأننا نستطيع الآن نوعًا ما من إسكات أي جزء نريده من الجينوم ، فهي أداة رائعة لاستكشاف وظيفة الجينوم".

بالإضافة إلى ذلك ، فإن وجود نظام موثوق به لتغيير التخلق الخلوي يمكن أن يساعد الباحثين على تعلم الآليات التي يتم من خلالها تمرير التعديلات اللاجينية عبر الانقسامات الخلوية. يقول نونيز: "أعتقد أن أداتنا تسمح لنا حقًا بالبدء في دراسة آلية التوريث ، وخاصة التوريث اللاجيني ، وهو سؤال ضخم في العلوم الطبية الحيوية".


شاهد الفيديو: ما هي مثيلة الحمض النووي What is DNA methylation? الميثيلاشن (قد 2022).


تعليقات:

  1. Ainmire

    انا اربط كلامي بالكل. دعونا نناقش هذا السؤال. هنا أو في PM.

  2. Aragami

    هذه الرسالة لا تضاهى))) ، أحبها كثيرًا :)

  3. Drugi

    إنه لأمر مدهش كيف تمكنت ، بأسلوب هادئ إلى حد ما فيما يتعلق بتصميم المدونة ، من تجميع كل شيء معًا بكفاءة. هنا النص ، وجدول المحتويات والروابط والملاحة باردة. لقد بدأت في صنع التصميم مرتين ، لكنني لم أتمكن أبدًا من التوصل إلى فكرة. إذا قررت أن تقوم بعمل خيري ووضع القالب الخاص بك في وصول مجاني ، فسأكون أول من قام بتنزيله ، فقط العلامات ليست عصرية بعد. رأى شاز الغزل بالفعل. نراكم في المدونات



اكتب رسالة