Нематоды способны прогнозировать функции связанных генов человека
Международная группа ученых под руководством исследователей из Медицинской школы Калифорнийского университета Сан-Диего разработала новый метод различения функций ранее неохарактеризованных генов и размещения их в интерактивных функциональных сетях, раскрывающих взаимодействие генных продуктов, вызывающих те или иные клеточные события. Результаты этого исследования были опубликованы 29 апреля 2011 года в журнале «Cell». Оно проводилось под руководством профессора клеточной и молекулярной медицины Карен Иджима, заведующей лабораторией митотических механизмов в Институте онкологических исследований Людвига при Калифорнийском университете Сан-Диего, и доктора Кристин Гансалус, старшего преподавателя в Центре геномики и системной биологии факультета биологии Нью-Йоркского университета.
Благодаря проектам по секвенированию генома, активно разрабатываемым уже более десятилетия, ученым удалось создать обширный список генов, необходимых для построения организма, – своего рода перечень необходимых клеточных строительных блоков. Но функции большинства этих генов по-прежнему остаются неизвестными; ученые пока не имеют возможности полностью расшифровать их клеточные пути, а ведь информация об их взаимодействии могла бы пролить свет на многие человеческие заболевания.
Нематоду Caenorhabditis elegans – крохотного червя, изученного лучше других, – можно по праву назвать звездой этого исследования. Изучение этого модельного организма важно для понимания процессов, происходящих в клетках животных. Все последние годы ученые создавали системные каталоги функций генов нематоды, а также каталоги других модельных организмов. Информация о генах размещалась в интерактивных сетях. Близкое расположение генов в этих сетях означает схожесть их функций, то есть гены со сходными функциями расположены по соседству, а гены с несходными функциями далеко отстоят друг от друга. Функции неохарактеризованных генов выводятся на основании их близости к генам, функции которых известны.
Для создания функциональных карт с возможностью устранения различий в функциях генов требуется накопить большое количество материала, а он обычно добывается при помощи одновременного параметрического анализа, при котором гены подавляются индивидуально, а последствия документируются посредством записи поведения отдельных клеток на пленку.
Профессор Иджима и первый автор исследования доктор Ребекка Грин из Института Людвига и Медицинской школы Калифорнийского университета Сан-Диего решили применить другой подход. «Вместо того, чтобы отслеживать отдельные клетки, мы наблюдали за тем, какое влияние оказывает подавление генов на структуру сложной ткани в многоклеточном организме, – говорит доктор Грин. – В данном случае, на репродуктивный орган C. Elegans».
Ученые обнаружили, что подавление различных генов у нематоды оказало на удивление разнообразное и богатое с точки информации влияние на структуру ткани, создавая по сути своеобразный «отпечаток пальцев» для каждого гена, что позволяло предсказывать его функцию. Профессор Иджима и ее коллеги также разработали новый метод количественной оценки значения связей между генами, позволяющий им транслировать информацию в функциональную генную сеть. В сотрудничестве с командой доктора Гансалус, разработавшей компьютерную программу для визуализации генных сетей, они создали интегрированную функциональную сеть для 818 генов C. elegans, которая уже доступна для заинтересованных ученых.
По словам авторов, эта сеть может успешно использоваться для прогнозирования функции связанных генов человека, а для создания функциональных генных сетей других организмов, в том числе и позвоночных животных, можно будет применить более широкий подход.
Источник: medicaldaily.com
Перевод: Vitaminov.net
