Wie der genetische hintergrund die Formen der individuellen Unterschiede innerhalb einer Art: Jedes Genom ist anders und die Wissenschaftler beginnen zu verstehen, was dies bedeutet für das Leben des Organismus

Studie zeigt, wie der genetische hintergrund beeinflusst die trait-Vererbung legen die Gründe für die Vorhersage von persönlichen Krankheitsrisiken.

Fast jede Familie hat ein schwer zu trinken, Speck-Liebenden, Bewegung abgeneigt relative, die trotz aller Verschiedenheit lebten glücklich und zufrieden ein hohes Alter erreichen, während andere umgekommen sind, vor Ihrer Zeit, obwohl Sie bewusst über Ihre Gesundheit. Einen Blick auf Ihre Genome, wäre es unmöglich zu sagen, wer ist der glückliche.

Dies ist, weil der genetische hintergrund — unzählige und meist subtile Unterschiede in den genomen von zwei Menschen, die Einfluss auf die gen-Funktion in die Möglichkeiten, die Wissenschaftler noch nicht verstehen.

Eine neue Studie geführt von den Ermittlern Brenda Andrews und Charles Boone, Professoren an der Universität von Toronto Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research beginnt zu otparywajut, wie der genetische hintergrund Formen die Unterschiede zwischen Mitgliedern der gleichen Spezies. Andrews ist auch Direktor des Zentrums und beide sind Professoren an der U of T Abteilung Molekulare Genetik und sind Senior Fellows des Genetischen Netzwerken-Programm im Kanadischen Institut für die Förderung der Forschung. Boone ist auch co-Direktor des gleichen CIFAR-Programm. Das team Gerry Fink, professor für Genetik am MIT und Mitglied des Whitehead Institute.

Ihre Ergebnisse sind veröffentlicht in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Science.

„Der genetische hintergrund verwirrt unsere Fähigkeit zur Interpretation der gespeicherten Daten in einem individuellen Genom,“, sagt Andrews. Es macht es auch schwer für ärzte, um vorherzusagen, Schweregrad der Erkrankung, in relativ einfachen Fällen, in denen eine Krankheit-verursachende gen, ist bekannt. Zwei Menschen tragen eine gleiche mutation, die bewirkt, zystische Fibrose, eine erbliche Erkrankung der Lunge, entwickeln eine milde und eine schwere form der Erkrankung aufgrund der Unterschiede zwischen Ihren genetischen Hintergründe.

Mit 3 Millionen Unterschiede in der DNA-code zwischen zwei Menschen, die Studie der genetische hintergrund die Auswirkungen auf den Menschen ist immer noch eine gewaltige Aussicht. Aber Wissenschaftler damit beginnen, Fortschritte zu erzielen, suchen Sie in einfacheren Organismen, wie Hefe.

„Der genetische hintergrund hat die macht, den ursprünglichen Phänotyp (das physische Ergebnis der gen-Funktion), die mehr oder weniger schwerwiegend“, sagt Jing Hou, ein postdoctoral fellow im Labor, führte die Studie. Dies gilt für menschliche Krankheiten, und es ist auch wahr, dass Hefe, die ein sehr gutes Modell zu studieren.“ Dies ist, weil die Hefe-Genom ist kleiner als eine menschliche und daher leichter zu studieren.

Um zu beginnen, um otparywajut der genetische hintergrund Effekte, Hou verglichen, wie gen-Mutationen manifestieren sich in zwei eng Verwandte hefestämme, S288c und sigma1278b, SC und ? von hier aus, beziehungsweise. Die zwei Stämme sind 0,2 Prozent verschiedenen auf DNA-Ebene, das ist in etwa die gleiche Menge der genetischen Vielfalt zwischen zwei Menschen. In einer früheren Arbeit, die Boone und Andrews labs, in Zusammenarbeit mit Fink ‚ s-Gruppe, festgestellt, dass Mutationen in 57 Gene, etwa ein Prozent aller Hefe-Gene, die zu unterschiedlichen Ergebnissen zwischen dem SC und Sigma, verursacht Zelltod in entweder die eine oder die andere Belastung, aber nicht beide. Diese Gene werden als „bedingte lethals“ und ob oder nicht eine Zelle braucht, hängt von anderen, sogenannten modifier-Genen. Aber welche?

Durch Kreuzung der beiden Stämme, Hou war in der Lage, zu identifizieren, diese modifier-Gene, die aufgrund Ihrer Fähigkeit zur Maskierung der schädlichen Mutationen und Rettung überleben der hybrid-Nachkommen.

Hou gefunden, dass, während die meisten bedingten tödlichen Gene haben mehrere Modifikatoren, deren Auswirkungen sind komplexer und schwieriger zu etablieren, einige haben nur ein Modifikator und sind leichter zu studieren. Dies ist der Fall mit CYS3 und CYS4-Gene, mit denen die Cystein, eine essentielle Aminosäure. Beide CYS3 und CYS4 sind bedingt tödlich im Sigma, aber nicht in der SC-Belastung, was bedeutet, dass Sigma Zellen sterben, wenn Sie entweder-gen fehlt. Hou entdeckte, zu verdanken ist dies einem einzigen modifier-gene genannt OPT1, Werke, die stromabwärts von der CYS-Gene und kann Ausgleich für Ihre Verluste in der SC-Belastung. Sigma Zellen passieren zu tragen eine mutation in dem OPT1-gen und das macht Sie vollständig abhängig von der CYS-Gene zu produzieren Cystein.

In einem anderen experiment, Hou blickte über 20 verschiedene hefestämme, die aus über 1000 natürlich vorkommende Isolate, deren Genome sequenziert worden sind. Sie fand einen anderen modifier der CYS-Gene in einer anderen Sorte verwendet in der Herstellung des japanischen Reisweins sake.

Mit all diesen Informationen, Hou war in der Lage zu Scannen, die Genome von allen 1000 Hefe-Isolate und genau erraten, die anderen Stämme werden sich wie Sigma oder der Sake-Hefe und völlig angewiesen auf die CYS-Gene, um zu überleben. Dies ist ähnlich zu werden in der Lage, um herauszufinden, von 1000 Patienten mit der gleichen genetischen Störung, diejenigen Personen, die eine höhere Wahrscheinlichkeit der Entwicklung einer schweren form der Krankheit.

Vorhersagen zu können, einen biologischen Ergebnisse aus der Genom-Sequenz allein ist eines der Ziele von Präzisions-Medizin, und diese frühen arbeiten in Hefe Anlass zur Hoffnung, dass ähnliche Studien möglich sein wird, für menschliche Zellen.

„Nur auf der Basis der Sequenz und das wissen dieses Weges könnten wir voraussagen, gen essenzialität über die ganze Gattung“, sagt Hou. „Ich denke, wir werden in der Lage sein, vorherzusagen, den menschlichen Risiko von Krankheit, wenn wir gut genug wissen, wie die Gene zusammenarbeiten in die Wege.“ Die Studien des menschlichen gen-Interaktionen sind nur der Anfang, jedoch.

Für Hou, die Hefe arbeiten fortgesetzt und auf einem viel größeren Maßstab. Mit Guihong Tan, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor, in dem Sie arbeitet, um die Identifizierung der Gene, die über 200 Isolate, deren Wirkung modifiziert durch den genetischen hintergrund. Tan meint, diese Zahl 800 Gene, aber Hou ist eher konservativ in Ihrer Einschätzung. „Ich denke, wir finden über 200“, sagt Sie. Es ist ein Neuland, und die Wetten werden auf, mit einer Flasche. champage als Preis, dass Hou hofft, pop einmal sammeln Sie alle Daten.