Kluczowe dla rozwoju geny trzymają się razem

DNAW erze sekwencjonowania genomów, całkowita liczba genów w nich zawarta może być określona stosunkowo prosto. Jednakże funkcja i znaczenie tych genów są w większości przypadków nieznane. Wraz z rozszyfrowywaniem zawartości genomów okazało się, że niektóre geny, które kodują kluczowe dla życia organizmu białka ulokowane są w specyficznych pozycjach genomu. Badania dowodzą, że pozycje te są ewolucyjnie zakonserwowane.

Pomimo poznanej całkowitej sekwencji wielu już genomów, trwa nadal debata nad procentową ilością genów niezbędnych do funkcjonowania i budowania struktur organizmu. Geny takie nazwano kluczowymi. Gdy są one zmutowane skutkuje to śmiercią przed lub zaraz po narodzinach organizmu. Pozostałe geny są potrzebne do rozwoju, aczkolwiek nie kluczowe, ponieważ w wielu przypadkach ich funkcje pokrywają się. Naukowcy z Baylor College of Medicine przeprowadzili serie mutagenez z użyciem chromosomu balansującego. Pozwoliło to na identyfikację mutacji w kluczowych genach potrzebnych do prawidłowego rozwoju ulokowanych w specyficznych miejscach mysiego genomu. Rezultaty tej analizy zostały opublikowane w Public Library of Science.

Otrzymane wyniki pozwoliły naukowcom na oszacowanie licznych kluczowych genów w trzech regionach mysiego genomu. Jest to pierwsza tego typu analiza porównawcza gęstości ułożenia kluczowych genów w ssaczym genomie. Dużą konserwacją odznaczały się sekwencje, w których nagromadzone były kluczowe geny, jednakże zaskoczeniem była konserwacja syntenii. Syntenia to sytuacja gdy dwa (lub więcej) geny ulokowane są na jednym chromosomie bez względu na to czy są ze sobą powiązane funkcjonalnie czy nie.

Naukowcy badali kluczowe geny chromosomu 4 i 11 u myszy. Dla porównania, analizie poddano także wyniki z wcześniej przeprowadzonej mutagenezy, które zidentyfikowała 9 potencjalnych skupisk kluczowych genów na chromosomie 7. Do przewidywania liczby kluczowych genów użyto metody statystyczne takie jak: metodę Bayesian czy rozkład Poissona.

Według naukowców istnieje powiązanie pomiędzy funkcją kluczowych genów i ich mniejszym współczynnikiem translokacji i rearanżacji chromosomowych. Jeśli kluczowe geny występują koło siebie, tworząc grupy, zmniejsza to prawdopodobieństwo translokacji chromosomowych pomiędzy nimi podczas rekombinacji. Wydawałoby się, że takie obszary zawierające kluczowe dla rozwoju geny powinny się powiększać ze względu na przypadkowe dołączanie kolejnych kluczowych genów, co z kolei zabezpieczałoby je przed późniejszym rozdzieleniem. Na tej podstawie wydaje się, że duża liczba ściśle upakowanych genów na chromosomie 11 myszy zmuszona była niejako do zostania w tej grupie, stanowiącej jednostkę pomimo wielu milionów lat dywergencji i specjacji.

Szacunkowa liczba kluczowych genów obliczona podczas badań pozwoli na przybliżenie liczby kluczowych genów występujących w całym genomie. Określenie syntenicznie zakonserwowanych regionów jest atrakcyjnym celem dla przyszłego wykrywania kluczowych genów.

Źródło:
- Kathryn E. Hentges i inn., "Regional Variation in the Density of Essential Genes in Mice", PLoS Genetics, May 4, 2007,
- ScienceDaily, "Essential Genes Cluster Clue To Order In The Genome", May 4, 2007

Komentarze

Ro | 2007-05-23 00:00:00
A co to jest "chromosom balansujący" ??