Как мама или папа? Некоторые клетки случайным образом экспрессируют версию гена одного из родителей по сравнению с другими

Иногда клетка произвольно начинает использовать одну копию гена вместо другой. Активация только одного члена пары генов называется «экспрессией моноаллельного гена."В работе, опубликованной сегодня в Developmental Cell, группа исследователей под руководством профессора Дэвида Спектора из лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) показывает, что это случайное явление гораздо чаще встречается в зрелых, развитых типах клеток, чем в их предшественниках стволовых клеток. Это, в свою очередь, дает неожиданное представление о случайности и вариабельности экспрессии генов.

Клетки чрезвычайно чувствительны к количеству белка: слишком много или слишком мало может вызвать заболевания, в том числе рак. Например, определенные белки, называемые супрессорами опухолей, действуют как «стоп-сигналы», сдерживая рост клеток. Клетка с половиной дозировки такого белка может стать семенем опухоли.

Случайная моноаллельная экспрессия гена снижает количество белка наполовину, что позволяет предположить, что этот тип изменчивости может иметь серьезные последствия для болезни.
Спектор и Мелани Экерсли-Маслин, Ph.D., ведущий автор новой статьи обнаружил, что экспрессия моноаллельных генов действительно является случайным процессом. «Это ни в коем случае не детерминировано», — говорит Спектор. "Эта значительная гибкость и случайность в экспрессии генов важны для адаптации по мере развития вида, но неясно, как она функционирует в организмах сегодня."
Чтобы лучше понять, когда устанавливается экспрессия моноаллельного гена, Спектор и его команда сотрудничали с исследователями из Европейской лаборатории молекулярной биологии. Команда использовала передовые технологии секвенирования и инструменты анализа для глобальной оценки использования аллелей в двух разных типах клеток.

Они сравнили эмбриональные стволовые клетки, которые могут превращаться или «дифференцироваться» практически в любой тип ткани, с клетками, которые уже дифференцировались в предшественников нейронов. Они нашли 5.6-кратное увеличение количества моноаллельно экспрессируемых генов в дифференцированных клетках. «По мере того, как происходит дифференциация, происходит резкое изменение экспрессии генов, поскольку для экспрессии выбирается конкретная программа или набор генов, и в ядре происходит массовая реорганизация», — говорит Спектор. "Именно эти огромные изменения приводят к стохастическому (i.е., переменная) моноаллельное выражение."
Команда была удивлена, обнаружив, что 8% моноаллельно экспрессируемых генов смогли повысить свой уровень экспрессии, чтобы компенсировать то, что в противном случае было бы нехваткой. Исследователи предполагают, что клетке может потребоваться большее количество белка из этих генов. «Эта работа поднимает много важных вопросов, — говорит Спектор, — таких как: как клетка узнает, сколько каждого белка нужно производить??

Насколько там гибкость? Что является переломным моментом к болезни?"Команда продолжает изучать эти увлекательные вопросы.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.