A gének több mesternek is válaszolhatnak

A gének több mesternek is válaszolhatnak
A gének több mesternek is válaszolhatnak
Anonim

2000. május 5. – Akárcsak egy autó felfedezése, amelynek motorháztete alatt egynél több motorja van, a sejtbiológusok meglepődve tanulják meg, hogy az alternatív molekuláris gépek képesek irányítani a gének expresszióját irányító alapvető transzkripciós folyamatot.

Az RNS-polimeráz központi transzkripciós gépezete a DNS-génekben található információkat hírvivő RNS-molekulákra másolja, amelyek aztán szabályozzák a fehérjék termelését.

Bár a többszörös transzkripciós kontrollok oka továbbra is rejtélyes, a kutatók azt feltételezik, hogy a mechanizmus lehetővé teheti, hogy ugyanazt a gént különböző célokra használják fel különböző sejtekben.

A Howard Hughes Orvosi Intézet (HHMI) kutatói fontos lépést tettek a jelenség megértésében azáltal, hogy meghatározták az első gént a Drosophil melanogaster gyümölcslégyben, amely egy alternatív vezérlőmolekula, a TRF1 célpontja. Úgy vélik, hogy a felfedezés megnyitja az utat a génexpresszió szabályozásának gazdagabb megértéséhez.

A Science folyóirat 2000. május 5-i számában megjelent cikkben Robert Tjian HHMI kutató és Michael C. Holmes végzős hallgató arról számolt be, hogy a Drosophila géntudor tandem promoter szegmenseket tartalmaz, amelyek közül az egyik reagál a TRF1-re.

"A TRF felfedezése azért volt érdekes, mert talán az elmúlt tizenöt évben azt hittük, hogy a sejt alap transzkripciós gépezete lényegében invariáns" - mondta Tjian, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem munkatársa. "Úgy gondoltuk, hogy csak egy "általános" fehérjekészlet vesz részt, és az összes szabályozást az enhanszerkötő fehérjék irányítják, amelyek egy adott génszekvenciára specifikusak.

"Olyan volt, mintha ugyanazt a motort használnák újra és újra, de csak különböző hajtóműveket helyeztünk volna bele. De aztán rájöttünk, hogy több motor is létezik."

A tudósok bizonyítékot találtak arra vonatkozóan, hogy a TRF1 nyilvánvalóan egyike annak a számos alternatív transzkripciós szabályozó molekulának, amelyeket felismerési faktoroknak neveznek, és amelyek helyettesíthetik a legelterjedtebb vezérlőelemet, az úgynevezett TATA-kötő fehérjét vagy TBP-t.

"Bár korábbi tanulmányok bebizonyították, hogy a TRF1 részt vesz a transzkripcióban, a nagy kérdés az volt, hogy miért volt különösen izgalmas egy újabb TBP-szerű molekula megtalálása" - mondta Tjian. "De aztán a kutatás meglepő módon feltárta, hogy ez a molekula nem egyenletesen oszlik el minden sejtben. Egyes sejttípusok, különösen a központi idegrendszerben lévők, magas szinten expresszálták ezt a fehérjét, mások pedig vagy nagyon alacsony szinten, vagy egyáltalán nem."

A 12 000 ismert Drosophila gén közül egy adott TRF1-re reagáló gén meghatározásához a kutatók először elindították a Drosophila kromoszómák "légi felderítését".A politén kromoszómafestésnek nevezett technikával olyan antitestet hoztak létre, amely specifikusan megcélozta a TRF1-et, és ahhoz kapcsolódott. Ezután megfürdették a Drosophila óriás nyálkromoszómáit az antitestben. Mivel az antitest egy festőmolekulát is tartalmazott, potenciális TRF1-célzott géneket tudtak bevinni a légygenomban a preferáltan festett régiók után kutatva.

"Azt találtuk, hogy a légy kromoszómáin csak körülbelül negyven-ötven sáv világít" - mondta Tjian. "Ez azt mutatja, hogy az a hipotézisünk, hogy a TRF1 bizonyos génekre specializálódott, jó úton halad."

A TRF1-re reagáló gének megtalálása érdekében a tudósok a légykromoszómák preparátumait olyan vegyi anyagokkal kezelték, amelyek kötést hoztak létre a TRF és a DNS között. Ezután apró darabokra vágták a kromoszómákat, és azonosították azokat a darabokat, amelyek a TRF1-specifikus antitestekhez kapcsolódnak.

A kromoszómák darabjait használva nyomként, képesek voltak teljes gének azonosításáig eljutni.E gének szűrése során kiderült, hogy a Drosophila tudor gén egy potenciális célgén, amelyet a TRF1 aktiválhat. A tudor TRF1-re való reagálásának igazolására a tudósok klónozták a tudor promoter régióját, és megvizsgálták, hogy reagál-e a TRF1-re in vitro.

"A teszt eredménye érdekesebb volt, mint amire számítottam" - mondta Tjian. "Azt hittük, hogy ezeknek a géneknek vagy egy TBP-re reagáló promoterük, vagy egy TRF-re reagáló promoterük lesz. A tudornak azonban mindkét tandem promoterje volt. Azt hiszem, ez talán a legváratlanabb adat a cikkben."

Tjian szerint a tandem promóterek felfedezése egy új terep megnyitását jelenti a transzkripció-szabályozás feltárása előtt.

„Jelenleg teljes spekuláció, ha megpróbáljuk megmagyarázni ezeket a tandem promótereket” – hangsúlyozta. "Ha azonban megnézzük a légy genomját, az körülbelül 12 000 gént tartalmaz. Ezzel szemben a C. elegans orsóféreg körülbelül 18 000 gént tartalmaz.Nos, a légy legalább olyan összetett, ha nem bonyolultabb, mint a féreg, és az egyik módja annak, hogy kevesebb génnel elérjük ezt a magasabb komplexitást, ha ugyanazt a génkódoló kapacitást sokoldalúbbá tesszük. Ennek a sokoldalúságnak az egyik módja az, hogy egyszerűen kidolgozottabb szabályozási mechanizmusokkal rendelkezünk kisebb számú gén felett." Így, mondta Tjian, ugyanazt a gént különböző sejtekben eltérő szabályozási sémák irányíthatják.

Tjian és kollégái azt tervezik, hogy más géneket keresnek, amelyek többféle kontrollal rendelkeznek, és tovább vizsgálják a génszabályozásnak ezt az újonnan felfedezett sokféleségét.

"A tanulmányok hazavihető tanulsága az, hogy most minden eddiginél jobban értékeljük, hogy az alapvető igásló transzkripciós apparátus sokkal kidolgozottabb, és valószínűleg sokkal specifikusabb az organizmusokra és szövetekre, mint azt elképzeltük" - mondta..

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei