(PhysOrg.com) – Группа ученых из США, Южной Кореи и Швейцарии обнаружила обширную и сложную сеть из 160000 генетических взаимодействий внутри дрожжевых клеток, которая резко меняется, когда клетки подвергаются стрессу.
?? Перепроводка ?? этой генетической сети намного шире, чем думали ученые ранее. Около 70 процентов генетических взаимодействий, которые имели место, когда клетки находились в состоянии стресса, не происходили в нормальных, невозмущенных клетках.
?? реакция на стресс динамична, ?? говорит Неван Кроган, доктор философии, адъюнкт-профессор клеточной и молекулярной фармакологии в UCSF и филиал Калифорнийского института количественных биологических наук (QB3). ?? В ячейке постоянно что-то меняется и переделываются функциональные модули.??
Кроган и Трей Идекер, доктор философии, руководитель отдела генетики Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего, провели исследование, которое было описано в журнале Science в прошлом месяце, с первым автором Суравом Бандиопадхьяем, доктором философии ?? научный сотрудник QB3 и семейного онкологического центра UCSF Хелен Диллер ?? и коллегами из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна, Сеульского национального университета в Корее и ETH Zurich в Швейцарии.
Авторы утверждают, что новая работа затронула несколько генов, о которых никогда раньше не было известно об участии в реакции на стресс, с непосредственными последствиями для ученых, изучающих биологическую реакцию на стресс. Используемая методика также может оказаться полезной для изучения широкого спектра заболеваний человека, предоставляя новый способ широкого изучения того, как клетки справляются со стрессами, болезнями, лекарствами или другими проблемами.
Как клетка устроена генетически ?? как именно тысячи генов взаимодействуют и разговаривают ?? для другого ?? это критический вопрос для понимания внутренней работы клетки. За последнее десятилетие революция в секвенировании ДНК привела к появлению большого количества новой информации о том, какие гены присутствуют и активны во многих типах клеток.
Однако часто эти данные статичны и ограничиваются информацией о том, какие гены присутствуют, но не о том, как эти гены взаимодействуют или как эти взаимодействия меняются с течением времени. Разница аналогична сравнению фотографии с видео.
Представьте себе оживленную игровую площадку, полную детей летом. Психолог, изучающий поведение ребенка, может найти фотографию детской площадки. Это раскроет структуры, людей и, возможно, многие человеческие взаимодействия. Но видео может раскрыть богатые детали, которые не видны на статическом изображении, например, какие дети играют друг с другом, какие играют сами по себе, какие взрослые, сидящие на скамейках, внимательны, а какие отвлекаются. Видео может даже показать, как резкое изменение окружающей среды, например звук приближающегося грузовика с мороженым, влияет на игру детей. То же самое и с ландшафтом живой клетки, – говорит Кроган.
?? Что мы действительно хотели бы иметь? он говорит ?? это анимационный фильм.??
Однако до сих пор не было способа получить более одного снимка крупномасштабных сетей взаимодействия.
Теперь, используя новую технику, называемую дифференциальным картированием эпистаза, Кроган и его коллеги смогли сделать шаг в сторону более оживленного представления о динамической перестройке внутри клеток. Используя эту технику, они создали два снимка примерно 160000 генетических взаимодействий внутри дрожжей – один набор взаимодействий, который существует в нормальных условиях, и один набор, который существует, когда клетки подвергаются стрессу из-за воздействия химического вещества, повреждающего ДНК, называемого метилметансульфонатом.
Снимки показывают, насколько широко дрожжевые клетки перестраивают свои генетические сети, чтобы справиться со стрессом, повреждающим ДНК. В своей статье Кроган и его коллеги подробно описывают, как этот метод помог им идентифицировать наборы генов, участвующих в реакции клетки на повреждение ДНК, о которых ранее не было известно, что они участвуют в репарации ДНК.
«Никто не мог предсказать связи, которые мы обнаруживаем в условиях стресса», говорит Кроган.