Az apró RNS egyetemes szabályozója lehet az állatok fejlődési időzítésének

Az apró RNS egyetemes szabályozója lehet az állatok fejlődési időzítésének
Az apró RNS egyetemes szabályozója lehet az állatok fejlődési időzítésének
Anonim

Az MGH/harvardi tudósok felfedezése kulcsfontosságú betekintést nyújthat a fejlődésbe A Massachusetts General Hospital (MGH) és a Harvard Medical School kutatói felfedeztek egy apró RNS-gént, amely szabályozhatja a fejlődési időzítést olyan változatos lényeknél, mint a halak, tengeri sünök és puhatestűek., tengeri férgek, legyek, fonálférgek és emberek.

A Gary Ruvkun, PhD, az MGH Molekuláris Biológiai Tanszék munkatársa, a Harvard Medical School genetikai professzora által vezetett csapat kimutatta, hogy egy apró szabályozó RNS szabályozza a fejlődési időzítést a C.Az elegans fonálféreg számos állat genomjában jelen van, és hasonló módon szabályozza.

Az a ​​felfedezés, miszerint egy univerzálisan konzervált gén szabályozhatja a fejlődési időzítést, alapvető betekintést nyújthat a fejlődésbiológiába, annak tanulmányozásába, hogy a többsejtű lények hogyan irányítják a sejtek bonyolult koreográfiáját, amikor a megtermékenyített petesejtből felnőtt szervezetté nőnek.. A tanulmány a Nature november 2-i számában jelenik meg.

A csapat posztdoktori ösztöndíjasokból, Amy Pasquinelliből (PhD), Brenda Reinhartból (PhD), valamint egy világméretű biológusokból állt, akik szakértők a tengeri puhatestűek, medúzák, korallok, szivacsok, férgek, legyek, egerek biológiájában, halak, tengeri sünök és tengeri spriccek.

A Noé bárkájának génjeinek elemzésével a csapat megállapította, hogy ez az RNS-gén univerzális a kétoldali szimmetrikus állatok számára (azok esetében, amelyekben a test bal és jobb oldala lényegében azonos), de nincs jelen primitívebb állatok, például szivacsok és korallok, sem növény- vagy mikrobafajok esetében.Az RNS-gén az, amely végül az egyszálú molekula RNS termeléséhez vezet fehérje helyett.

A fejlődési időzítés ezen közös jellemzőjének felfedezése arra utal, hogy ez az apró RNS-gén csaknem egymilliárd éve fejlődött ki állatokban, hogy szabályozza a korai lárvaállapotból a későbbi szaporodási fázisba való átmenetet, és hogy szinte minden állatfaj örökölte a gént. ettől a közös őstől.

Mivel a gént az évek során megőrizték, valószínűleg szabályozni fogja a fejlődés azon jellemzőit, amelyek minden állatra jellemzőek. A felfedezést nagyban segítették a mára már csaknem teljes emberi és gyümölcslégy genomszekvenciák.

Az év elején a Ruvkun csapat a Nature február 24-i számában közzétette a let-7 szabályozó RNS felfedezését a C. elegansban, egy 21 nukleotidból álló molekulát, amely szabályozza a féreg fejlődése során bekövetkező időbeli átmeneteket.

Ez a szabályozó RNS gén, amely bekapcsolódik, amikor az állat a lárva állapotból a felnőtt állapotba ér, és szükséges ehhez az átmenethez, bázispárt alkothat - azaz kettős RNS-szálat alkothat - a hírvivő RNS-ekkel más időzítést szabályozó gén, amely elnyomja az aktivitásukat.

A jelenlegi jelentésben a Ruvkun csapat genomszekvencia-kereséseket használt a Drosophila (gyümölcslégy) és az emberi genom adatbázisban található let-7 RNS-sel való tökéletes egyezések kimutatására. Ezután kimutatták, hogy az emberek és a legyek is expresszálják ezt a 21 nukleotidból álló RNS-t, és hogy a legyekben és a zebrahalban ezek az apró RNS-gének csak a fejlődés késői szakaszában kapcsolódnak be, akárcsak a C. elegans esetében.

Állatokból vett széles körben azt találták, hogy a let-7 szabályozó RNS is csak későbbi szakaszokban expresszálódik puhatestűekben és férgekben, és hiányzik a primitívebb állatokban - például medúzában, korallban és szivacsban. és nem állatfajokban (növények és mikrobák). A csapat azt is megállapította, hogy a let-7 RNS fő RNS-célpontja a legyekben és a zebrahalban is konzervált, csakúgy, mint a cél-RNS specifikus elemei, amelyek bázispárokat alkotnak a let-7 RNS-sel.

A tanulmány határozottan alátámasztja, hogy a let-7 szabályozó RNS univerzálisan fejti ki hatását az állatok fejlődésében, és számos fajnál jelentős időbeli átmenetet vált ki, a lárváktól a kifejlett formákig.Míg az embereknek és más emlősöknek nincs lárvastádiuma, lehetséges, hogy let-7 RNS-génjeik szabályozhatják az olyan fejlődési átmeneteket, mint a tejfogak "olvadása" vagy bizonyos szövetek növekedése pubertáskor. A fejlődési időzítés hibái számos emberi születési rendellenességben szerepelhetnek.

A let-7 gén az a típus, amely a genomszekvencia-elemzés jelenlegi módszereiből hiányzik – magyarázza Ruvkun. Például az emberi gének számának becslései 25 000 és 100 000 között változnak, főként azért, mert a kromoszómák hatalmas kiterjedésében lévő gének kimutatásának jelenlegi módszerei nagyon primitívek. A legtöbb génkereső számítógépes program a fehérjét kódoló DNS-szegmensek, a gén leggyakoribb formájának kimutatására összpontosít. De több ezer ismert gén létezik, amelyek fehérjetermékek helyett RNS-t kódolnak.

Az RNS-t kódoló gének a legprimitívebbek, mivel a fehérjekódoló gének kialakulása előtt az életet az RNS-gének ur alták az „RNS-világnak” nevezett területen."A fehérjét kódoló gének még ma is a riboszómától, egy ősi RNS-alapú enzimtől függenek a hírvivő RNS fehérjévé történő fordításában.

A 21 nukleotid hosszúságú RNS-t kódoló géneket, például a let-7 RNS-t, a legkönnyebb kihagyni a genomszekvenciák elemzése során. A let-7 szabályozó RNS esetében a féregben végzett genetikai analízis, amely azonosította a gént, és a genomszekvenciák összehasonlító analízise tárta fel annak egyetemességét.

Ahogy egyre több genom szekvencia jelenik meg, a szekvenciák ilyen globális összehasonlítása más szabályozó géneket is felfed majd azáltal, hogy hosszú DNS-régiókat talál, amelyek különböző állati genomok között konzerváltak. Ezeknek az elemzéseknek fel kell tárniuk az RNS-világ azon maradványait, amelyeket a genomok még mindig hordoznak. A Ruvkun labor tanulmánya azt is bemutatja, hogy néhány igen változatos organizmus genomszekvencia-adatbázisának összehasonlítása hogyan katalizálhatja a felfedezést egészen távoli fajokban.

A let-7 szabályozó RNS széleskörű szerepének felfedezése alapvető lépés lehet a fejlődésbiológiában.Egy analóg univerzális kontrollgént, a homeoboxot, amely egy DNS-hez kötődő fehérjét kódol, 1984-ben fedezték fel gyümölcslegyekben. Ez a felfedezés a gerincesek és a gerinctelenek fejlődésbiológiájának reneszánszát eredményezte, amely a mai napig tart.

Hasonlóan, annak felfedezése, hogy a let-7 időzítő RNS milyen széles körben konzerválódik az állatvilágban – a férgektől a legyeken át az egereken át az emberekig –, az időzítés szabályozásának további tanulmányozását indítja el.

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