maanantai 4. helmikuuta 2013

Tutkijat jäljittelevät geenien säätelyä


Duke yliopiston bioinsinöörit ovat kehittäneet järjestelmän, joka jäljittelee geenien monimutkaista säätelyä soluissa. Siitä uskotaan olevan apua geeniterapian ja synteettisen biologian kehittämisessä. Tutkimusraportti on julkaistu Nature Methods-verkkosivustolla.

Kuva: Charles Gersbach

"Me tiedämme, että ihmisessä geenejä ei vain sammuteta ja kytketä päälle, vaan ne voidaan aktivoida
monille eri tasoille. Nykyiset keinotekoiset järjestelmät käyttävät yhtä proteiinia geenin aktiivisuustason säätöön," apulaisprofessori Charles Gersbach kertoo. "Me tiedämme, että ihmisen geenien säätelyyn osallistuu kymmeniä vuorovaikutussuhteessa olevia proteiineja, jotka saavat aikaan moninaisia vaikutuksia soluissa. Päinvastoin kuin tavanomaisessa geenitutkimuksessa, jossa geenejä tarkastellaan 'ylhäältä' käsin, me kehitimme 'juuresta' alkavan lähestymistavan. Se tarjoaa meille mahdollisuuden simuloida luonnollista, useiden proteiinien välisistä monimutkaisista vuorovaikutuksista koostuvaa, geenisäätelyä. Lisäksi, tämän menetelmän avulla, voimme aktivoida geenejä sellaisille tasoille, mikä ei aikaisemmin ollut mahdollista.

Ihmissolussa olevat n. 20000 geeniä tuottavat monenlaisia proteiineja, jotka vaikuttavat monien muiden geenien toimintaan. Näiden vuorovaikutussuhteiden ymmärtäminen auttaisi lääketieteen kehitystä. Tämän luonnollisen järjestelmän monimutkaisuuden vuoksi, biologit luovat yksinkertaisia synteettisiä geeniverkostoja voidakseen tarkasti hallita jokaista komponenttia. Niitä voidaan käyttää apuna monimutkaisempien luonnollisten järjestelmien tutkimuksessa.

"Tämä uusi menetelmä voi olla tehokas tapa tutkia luonnollista geenisäätelyä, joka tunnetaan vielä huonosti. Tällä tavoin me voimme lisätä synteettisen biologian kapasiteettia ja biologista ohjelmointia nisäkkäissä," vanhempi tutkija Pablo Perez-Pinera sanoo.

Uusi teknologia on mahdollistanut synteettisten proteiinien [transcription activator-like effectors (TALEs)] valmistamisen, jotka ovat keinotekoisia entsyymejä. Ne voidaan suunnitella sitoutumaan melkein mihin tahansa geeniin. Koska TALEja on helppo valmistaa, niin tutkijoiden oli mahdollista valmistaa niitä paljon säätelemään tiettyjä geenejä.

"Kaikki biologiset järjestelmät ovat riippuvaisia geenisäätelystä. Bioinsinöörien haasteena on luoda keinotekoisesti luonnossa tapahtuvat prosessit," Gersbach sanoo.

Solun järjestelmät ovat monimutkaisia. Bioinsinöörit yrittävät selvittää solun toiminnot ja samalla luoda keinotekoisesti vastaavat toiminnot. Mikäli he joskus onnistuvat siinä, niin silloin he ovat tulleet todistaneeksi, että solun toiminnot ovat järjellä ymmärrettäviä ja että ne voidaan tuottaa soveltamalla älykästä suunnittelua.

Kehitysoppiin uskovien tehtäväksi jää sitten todistaa, että solu ja sen älykkäät toiminnot voivat ilmaantua (olevaisiksi) ilman älyn vaikutusta.


Lähde:

http://esciencenews.com/articles/2013/02/03/recreating.natural.complex.gene.regulation

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti