Was tun Gene? - Neuer Einblick

Es ist allgemein bekannt, dass man für die richtige Arbeit die richtigen Werkzeuge benötigt. Jede Zelle im Körper hat eine bestimmte Aufgabe oder Funktion; zum Beispiel müssen Pankreaszellen Insulin produzieren, während Zellen in der Netzhaut des Auges Licht und Farbe wahrnehmen müssen. Die richtigen "Werkzeuge" für Zellen sind Proteine Codiert von GeneD. h. die "richtigen" Gene für den Job werden nur in bestimmten Zellen aktiviert, wo sie benötigt werden. Aber genauso wie das falsche Werkzeug für den Job in einem Desaster enden kann, gilt das auch, wenn in einer Zelle die falschen Gene angeschaltet werden.
Wissenschaftler wissen seit Jahren, dass die Einschleusung der falschen Gene in einigen Fällen zu schweren Krankheiten einschließlich Krebs führen kann. Sie wissen auch, dass Transkriptionsfaktoren, dh spezifische Proteine, die entweder in Zellen ein- oder ausgeschaltet werden, abhängig davon, ob sie an nahegelegene DNA binden oder nicht, genau wie ein Schalter wirken, wobei "ein" bedeutet, dass sie an DNA binden "Aus" tun sie nicht.
Laut einer Studie in der Ausgabe vom 12. April veröffentlicht NaturEin von Wissenschaftlern des UNC geführtes Team von Transkriptionsfaktoren verhält sich nicht wie ein "An-Aus-Schalter", vielmehr ist ihr Bindungsverhalten erheblich komplexer.
Professor Jason Lieb, PhD, Senior Autor der Studie und Mitglied des UNC Lineberger Comprehensive Cancer Center, erklärt:

"Das ist eine neue Art zu sehen, wie Gene kontrolliert werden. Seit einiger Zeit gibt es molekulare Karten, die zeigen, wo die Proteine ??an DNA gebunden sind - wie eine Roadmap. Zum ersten Mal können wir zeigen das molekulare Äquivalent eines Echtzeit-Verkehrsberichtes. "

Bei der Arbeit mit Hefe entdeckte das UNC-Team, dass der Bindungsprozess der Transkriptionsfaktoren mehr beinhaltet, als an die DNA gebunden zu sein oder nicht, er ist dynamisch und kann "Tretmühle" sein, was bedeutet, dass kein Vorwärts-Transkriptionsprozess stattfindet. Das Team vermutet, dass es innerhalb dieses Prozesses eine molekulare "Kupplung" geben könnte, die "Treadmilling" in einen stabilen gebundenen Zustand umwandelt und dann den Transkriptionsprozess weiter vorantreibt, um das Gen vollständig einzuschalten.
Lieb, der auch Direktor des Carolina Center for Genome Sciences ist, erklärt:

"Diese Entdeckung ist aufregend, weil wir einen neuen Weg entwickelt haben, um zu messen und zu berechnen, wie lange ein Protein mit all den verschiedenen Genen assoziiert ist, die es reguliert. Dies ist wichtig, weil es einen neuen Schritt in der Regulierung von Genen darstellt Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...0/index.html Wir haben herausgefunden, dass Proteine, die im stabilen Zustand binden, mit einem hohen Grad an Gentranskription verbunden sind, und wir meinen, dass wir, wenn wir den Übergang zwischen "Treadmilling" und stabiler Bindung regulieren können Das Ergebnis kann in Bezug auf die Genexpression reguliert werden. Letztendlich könnte diese Art der Regulierung für die genetische Medizin wichtig sein - ein neuer Weg, um die "Schalter" zu regulieren, die die mit der Krankheit assoziierte Genexpression aktivieren oder deaktivieren.

Die Forscher entschieden sich für eine kontrollierte Konkurrenz zwischen zwei Kopien desselben Transkriptionsfaktors, die jeweils eine einzigartige molekulare Markierung aufwiesen. Sie erlaubten einem der Proteine, an alle seine Genziele zu binden, bevor sie die zweite Kopie einführten, und maßen die Zeit, die das residente Protein benötigte, um durch den kompetitiven Transkriptionsfaktor ersetzt zu werden. Sie verwendeten dann diese Information, um die Verweilzeit an jeder Stelle im Genom zu berechnen.
Colin Lickwar, MS, erster Autor des Artikels, kommentiert:

"Wir wussten nicht, ob die Verweildauer wichtig war, aber wir fanden, dass die Verweilzeit ein viel besserer Indikator dafür war, ob ein Gen an- oder ausgeschaltet wurde als frühere Bindungsmaße." Anthony Carter, PhD, vom Nationalen Institut für Allgemeinmedizin der National Institute of Health, erklärt: "Indem er einen interdisziplinären Ansatz verfolgt, der die Verwendung mathematischer Modellierungswerkzeuge beinhaltet, hat Dr. Lieb neues Licht auf einen grundlegenden zellulären Prozess, die Fähigkeit, geworfen Die Ergebnisse können neue Erkenntnisse darüber liefern, wie Zellen auf Entwicklungssignale reagieren und wie sie sich an veränderte Umweltbedingungen anpassen. "

Geschrieben von Petra Rattue