От направления судьбы исходных клеток к определению, как высокий мы растем, гены в нашем выступлении органа в сложных сетях. Распутывание этих взаимодействий было трудоемкой тяжелой работой.
Теперь, международное сотрудничество развило более комплексный подход, обещающий ускорить процесс.Новый подход был развит Функциональным описанием Генома млекопитающих (ФАНТОМ) международный консорциум, организованный RIKEN Omics Научный центр в Йокогаме, Япония. Группа, во главе с ученым генома Йошихайдом Хаяшизэки, развила методы, чтобы учитываться, как часто ген выражен – процесс, которым ДНК расшифрована в РНК, в свою очередь кодирующую для протеина. Многие из тех протеинов тогда влияют на выражение других генов, или увеличение или уменьшение суммы произведенного протеина.
Сотня генов может влиять на деятельность других генов в любой момент времени. Сложный, действительно.Бригада ФАНТОМА чесала важных игроков – и их отношения – путем траления через эту массу данных с новым программным обеспечением.
Его первая цель была регулирующей сетью, вовлеченной в управление дифференцированием клеток THP-1, линией человеческих лейкозных клеток, используемых в лабораторных опытах. Бригада идентифицировала 29 857 регионов на геноме, отвечающих на регулирующие протеины и затем отследивших уровни деятельности в шести случаях во время дифференцирования.
Результатом было птичье гнездо регулирующих путей. Такие пути, как правило, думались – и оттягивались – как иерархические меры; один или несколько «основных» генов в вершине выделяют каскад влияния, сочащегося вниз к генам ниже. Модель ФАНТОМА, напротив, имеет обратную связь, через которую регулирующее повышение протеинов выражение гена только для имения других регулирующих протеинов снижают его позже, пока клетки не достигают нового равновесия.
Новая бумага является «безусловно самым полным обзором сотового события дифференцирования», говорит Джуха Кер, молекулярный генетик в Институте Karolinska в Стокгольме, который не аффилирован с группой ФАНТОМА. Это лучшее понимание того, как сетевые функции могли позволить ученым проектировать новые типы клеток, говорят Хироши Танака, bioinformaticist в Токио Медицинский и Зубной университет.
Две других группы, связанные с ФАНТОМОМ, помещают методы для работы над различными темами. Группа во главе с Пьеро Карнинчи, биологом в Omics, смотрела на то, как генетические элементы, известные как ретротранспозоны, рассеянные через геномы, влияют на синтез РНК. Вторая группа, возглавляемая Джоном Мэттиком, молекулярным биологом в университете Квинсленда, Сент-Люсия, в Австралии, идентифицировала новый класс коротких РНК, которые также, кажется, вовлечены в регулирование экспрессии гена, хотя их функция должна быть подтверждена.
Все три бригады сообщают о своих результатах онлайн на этой неделе по своей природе Генетика.