Princetoni teadlased kirjeldavad vere tüvirakkude geneetikat

Princetoni teadlased kirjeldavad vere tüvirakkude geneetikat
Princetoni teadlased kirjeldavad vere tüvirakkude geneetikat
Anonim

Princetoni teadlased on visandanud molekulaargeneetika suure bioloogia saladuse taga: kuidas vererakud end täiendavad. Tulemused – enam kui 2000 geenist koosnev andmebaas – annavad bioloogidele esimese põhjaliku pildi vere tüvirakkude, luuüdi peamise komponendi toimimisest, millest moodustuvad kõik vere rakulised koostisosad puna- ja valgelibledest trombotsüütideni..

Ajakirja Science 2. juuni numbris avaldatud andmed pakuvad bioloogidele võimsat vahendit verehaiguste (nt leukeemia) mõistmiseks ja ka selle mõistmiseks, kuidas vere tüvirakke saab siirdamisel ja võimalike geeniteraapia stsenaariumide puhul terapeutiliselt kasutada..Uuring võib anda ülevaate ka teist tüüpi tüvirakkudest kogu kehas, näiteks nendest, mis vastutavad naha, soolerakkude ja maksakoe tootmise eest.

Bioloogid on tüvirakud, eriti vere omad, olnud lummatud juba aastaid, kuid nad on saavutanud suhteliselt vähe edusamme molekulaarsete vastastikmõjude kaardistamisel, mis annavad rakkudele ainulaadsed omadused. Kõikide tüvirakkude üldine tunnus on nende tasakaal oma arvukuse säilitamise ja järglaste kudemise vahel, millest saavad mitmesugused eri kudede ja elundite küpsed spetsialiseeritud rakud.

"Imetajate tüvirakkude süsteemis on väga vähe teada, kuidas aluseks olev molekulaarbioloogia võimaldab neil rakkudel oma saatuse osas valikuid teha," ütles molekulaarbioloogia professor ja töö vanemautor Ihor Lemischka.

Lemischka ja kolleegid, kes teevad koostööd Pennsylvania ülikooli teadlastega, mida juhib G.Christian Overton lõi hiirte vere tüvirakkude geenifragmentide "raamatukogu". Samuti lõid nad geenide raamatukogu küpsetest vererakkudest, mille tüvirakud olid tühjendatud. Seejärel "lahutasid" nad kaks raamatukogu, eemaldades enamiku tavaliselt ekspresseeritud "majapidamise" geenidest, rikastades samal ajal neid, mida ekspresseeritakse eelistatav alt ebaküpsetes tüvirakkudes. Analüüsides "lahutatud" raamatukogus olevaid DNA järjestusi keerukate arvutustehnikate abil ja võrreldes neid paljude teiste geenide ja valkude järjestustega, on teadlased praeguseks tuvastanud enam kui 2000 geeni, mis tõenäoliselt on tüvirakkudes aktiivsed.

Lähenemine on palju kõikehõlmavam kui varasemad meetodid, mis tavaliselt hõlmavad tüvirakkude häirega looma leidmist ja seda põhjustava geenimutatsiooni otsimist või mis keskenduvad väikesele arvule varem teistes süsteemides tuvastatud geenidele.."Traditsiooniliselt oli see olnud suures osas segane protsess – keegi ei olnud tegelikult küsinud: kas me saame vaadata kõike, mis seal on korraga? Samuti polnud sobivaid tööriistu saadaval," ütles Lemischka.

See laiaulatuslik lähenemisviis võib vastata paljudele kriitilistele küsimustele, ütleb Lemischka. Mis näiteks takistab vohamise protsessi kontrolli alt väljumast, nagu see juhtub leukeemia verevähi korral, või kuidas toodetakse õiges vahekorras küpseid vererakke igapäevaselt kogu elu jooksul?

Lisaks suure hulga uue geneetilise teabe andmisele demonstreerivad uuringud uuenduslikku lähenemist andmete kogumisele, analüüsimisele ja esitamisele. Teaduse artiklile on lisatud veebisait Tüvirakkude andmebaas, mis annab juurdepääsu geenide andmebaasile ja kirjeldab paljusid tüvirakkude bioloogia aspekte. (http://stemcell.princeton.edu) Peamiselt järeldoktorantuuri uurija Robert Phillipsi töö kaudu on andmebaasis palju märkusi ja see sisaldab võrdlusi muudest peamistest allikatest pärineva teabega.

Phillip Sharp, MIT-i bioloogiaprofessor, märkis, et andmebaas on ainulaadne panus kirjandusse. "Nad pidid looma peaaegu täiesti uue avaldamismeetodi, mis võimaldas neil edastada töö olemust ja teha üksikasjad teistele kättesaadavaks," märkis Sharp. "See on üsna tähelepanuväärne."

Teadlased kavatsevad lõpuks avada identse andmebaasi teiste teadlaste panustele. "Loodame, et andmebaasist saab kogu tüvirakkude uurimisringkonna jaoks oluline ja pidev alt arenev ressurss ning see hõlbustab keerukate bioloogiliste küsimuste lahendamiseks vajalikke suuremahulisi ja mitut laborit hõlmavat koostoimet," ütleb Lemischka. Lisaks: "Kuna genoomiprojekt ja muud andmebaasid kasvavad ja lähenevad lõpule, suurendab uute andmete integreerimine olemasolevasse tüvirakkude andmebaasi selle jõudu ja kasulikkust bioloogide jaoks, " ütleb Phillips.

Projekt kujutab endast ka konstruktiivset mudelit biotehnoloogia erasektori ja akadeemiliste ringkondade vahel. "Kuigi geenijärjestuste laiaulatusliku omandamise rahastas New Yorgis asuv biotehnoloogiaettevõte ImClone Systems Incorporated, nõustusime kõik algusest peale, et nii tegelikud järjestuste andmed kui ka bioinformaatiliste analüüside täielikud tulemused ja annotatsioon oleks avalikkusele vab alt kättesaadav; nii see peakski olema," ütleb Lemischka.

Populaarne teema