شکستن سکوت: دانشمندان با بررسی تاثیر اپی ژنتیک در سراسر کل ژنوم

تمام زندگی بستگی به یک ژنوم که در عمل به عنوان یک راهنما برای ساخت تمامی محصولات ضروری برای توسعه و بقا است. اما دانستن اینکه کدام یک از این فرد عزل دستورالعمل حذف - یا ژن - نیاز به خواندن و هنگامی که کلیدی است برای درستی عملکرد ارگانیسم: پس چگونه زندگی دریافت این درست است ؟

وارد اپی ژنتیک مقررات - فرایند که توسط سلول های کنترل بیان و یا خوانایی از ژن. در موجودات چند سلولی, epigenetics همین دلیل است که هر نوع سلول متفاوت در شکل و عملکرد با هر نوع سلول زیر های مختلف زیر مجموعه ای از دستورالعمل حذف. همچنین با استفاده از سلول های اپی ژنتیک و مقررات به عنوان یک "سیستم ایمنی بدن' سرکوب فعالیت مخل 'پریدن ژن ها به نام transposons است که می تواند در غیر این صورت هاپ در اطراف ژنوم و تهدید تمامیت آن است.

با وجود اهميت دانشمندان هنوز در حال تلاش برای حل کردن بسیاری از مسیرهای که استفاده از سلول های به دقت کنترل فعالیت ژن. در حال حاضر محققان از اوکیناوا موسسه علوم و فناوری فارغ التحصیل دانشگاه (OIST) کشف یک سرنخ به رمز و راز به دنبال در چگونه سلول های گیاهی سرکوب رونویسی - مرحله اول چگونه ژن تولید محصولات خود را. یافته های خود را به تازگی منتشر شده در طبیعت ارتباطاتبا دقت اشاره کردن قبلا ناشناخته بخش از DNA هستند که سکوت توسط اپی ژنتیک, تنظیم, که بسیاری از آنها سرچشمه در transposons.

"این مطالعه ارائه یک دیدگاه جامع در چگونه و از کجا سلول های سرکوب رونویسی در سراسر ژنوم," دکتر گفت: Tu Le, اولین نویسنده و پژوهشگر فوق دکترا در OIST گیاه Epigenetics واحد. "همه مهمتر ما در بر داشت که این خاموش شد و حیاتی برای تضمین این که ژن های درگیر در توسعه و استرس پاسخ درستی."

در طول رونویسی تلفن همراه ماشین آلات نسخه یک بخش از DNA به RNA. معمولا این رونوشت RNA هستند و سپس مورد استفاده قرار گیرد برای ساختن پروتئین است. سلول ها می تواند در تقویت یا سرکوب رونویسی با اضافه کردن مواد شیمیایی دسته به DNA یا پروتئین هیستون که بسته DNA که بگویید این ماشین آلات که رونوشت RNA - و در نهایت پروتئین ها - برای تولید و چه مقدار.

این سطح از کنترل دقیق حیاتی برای مدیریت transposons. "Transposons انگل از ژنوم که خود را ترویج بیان در هزینه ارگانیسم" گفت: استاد Hidetoshi ساز نویسنده ارشد این مطالعه و رهبر گیاه Epigenetics واحد. "هنگامی که یک transposon فعال است توالی ژنتیکی آن استفاده می شود برای تولید یک پروتئین است که می تواند حرکت transposon به مکان های مختلف در ژنوم مانند برش و چسباندن و یا کپی و چسباندن توابع کامپیوتر."

Transposons معمولا سکوت به عنوان فعالیت های خود را می توانید غیر فعال کردن ژن مهم. اما گاهی اوقات هنگامی که تحت استرس گیاهان دوباره فعال transposons آنها به عنوان یک منبع از تنوع ژنتیکی بالقوه تولید مفید جهش است که اجازه می دهد این گیاه برای انطباق با محیط در حال تغییر.

"آزمایشگاه ما در نهایت با هدف تعیین دقیقا چگونه سلول های تشخیص و تنظیم transposons" اضافه شده دکتر لو. "این کار اولین گام مهم به سوی این هدف است."

رونمایی پنهان سایت های رونویسی

در این مطالعه دانشمندان با استفاده از چندین جهش گونه ای از یک گیاه به نام آرابيدوپسيس تاليانابا مختلف اپی ژنتیک مسیر غیر فعال در هر گونه.

این تیم سپس با استفاده از یک توالی روش برای تشخیص خاص در توالی DNA است که عمل به عنوان شروع سایت برای ژنوم را رونویسی ماشین آلات. آنها نشان داد هزاران نفر از این " رونویسی شروع سایت (TSSs) بودند که تنها فعال در اپی ژنتیک جهش.

"بسیاری از این سایت تا به حال نشده است شناسایی شده در مطالعات قبلی چرا که آنها به طور کامل سکوت در wildtype گیاهان. ما کشف این - یا مرموز - TSSs فراهم می کند یک منبع ارزشمند از اطلاعات برای آینده تحقیقات اپی ژنتیک در گیاهان گفت:" پروفسور ساز.

دانشمندان به شناسایی یک جهش گونه از گیاه است که فعال به خصوص بالا بودن تعداد مرموز TSSs. از این ژن جهش یافته از دست رفته بود کد یک پروتئین کلیدی که حفظ متیلاسیون DNA. زمانی که گروه متیل اضافه شده به DNA این اپی ژنتیک تگ باعث ایجاد یک مسیر بیوشیمیایی است که باعث هیستونها به بسته DNA محکم تر. این جسمی متوقف می شود رونویسی ماشین آلات از دسترسی به این نواحی از ژنوم که شامل مرموز TSSs.

"تعداد مطلق از مرموز TSSs فعال زمانی که متیلاسیون DNA از دست داده است نشان می دهد که آن را به یک قدرتمند و شایع روش خاموش," دکتر گفت: لو.

از transposons به تحمل استرس

یکی دیگر از کلید پیدا شد لینک بین transposons و مرموز TSSs. دانشمندان دریافتند که 65 درصد از مرموز TSSs سرچشمه در این " پریدن از ژن ها که دیگر بودند و بیشتر به شدت الکلی که transposons بدون مرموز TSSs.

"این نشان می دهد که transposons مرموز TSSs هستند و جوان, دست نخورده و هنوز هم قادر به پرش در اطراف ژنوم است که چرا آنها سکوت" توضیح دکتر لو.

کاملا دانشمندان متوجه شده است که هنگامی که مرموز TSSs بودند فعال در اپی ژنتیک جهش این تغییر فعالیت در نزدیکی ژن های درگیر در استرس و توسعه است. دانشمندان هنوز نمی به طور کامل درک مکانیسم این تاثیر اما پیامدهای جذاب می باشد.

"وجود دارد این است که تحقیقات قبلی که نشان می دهد که در طول زمان به عنوان transposons تنزل گیاهان می تواند انطباق TSSs در transposons برای استفاده خود به تنظیم فعالیت های مجاور ژن" گفت: پروفسور ساز. "اثر فعال مرموز TSSs در استرس و توسعه ژن نشان می دهد که در آینده گیاهان می تواند با استفاده از این TSSs برای انطباق با شرایط در حال تغییر."

در آینده تحقیقات دانشمندان امیدوارند برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این مرموز TSSs و چگونه آنها را تحت تاثیر قرار فعالیت در نزدیکی ژن. "این مطالعه ممکن است به ما کمک کند به درک بهتر گیاهان در پاسخ به تغییرات محیطی از قبیل گرم شدن کره زمین خشکسالی و تخریب مواد مغذی در خاک است. آن را پس از آن ممکن است ممکن است به توسعه محصولات جدید است که مقاوم به این نوع از استرس" پروفسور ساز گفت.

###

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.