nl.3b-international.com
Nieuw type genschakelaar gevonden in schimmel
Van studeren C. albicans, hebben wetenschappers in de VS een verrassend nieuw type van gen-switch ontdekt dat overtuigingen lijkt uit te dagen dat we het meeste hebben ontdekt van wat er te weten valt over genen en de mechanismen die hun gedrag bepalen. Het suggereert dat meer van het genoom code zou kunnen bevatten voor het reguleren van genexpressie dan eerder werd gedacht.
Alexander Johnson van de Universiteit van Californië, San Francisco (UCSF) en collega's, schrijven over hun ontdekking in het online nummer van de online editie van Proceedings van de National Academy of Sciences.
Toen wetenschappers voor het eerst DNA gingen ontrafelen, was er een aanname dat we snel alles zouden ontdekken over hoe genen zich gedragen. Aanvankelijk dacht men dat de kaart van DNA voor het maken van een organisme, het 'genoom', alle instructies bevatte voor het maken van de eiwitten die het organisme vormen. En veel daarvan was vervat in een heel klein deel van het genoom, en de rest die mysterieus was zoals het was, werd behandeld als 'junk'-DNA.
Toen ontdekten we dat er nog een laag erfelijke genetische informatie is die niet in het genoom wordt bewaard, maar in het "epigenoom", dat instructies bevat over hoe de DNA-code van het genoom voor het maken van eiwitten moet worden geïnterpreteerd. En, verrassing, verrassing, een deel van de code voor het maken van de eiwitten van het epigenoom werd ontdekt als "verstopt" in het "rommel" -DNA.
En zo kwamen we bijvoorbeeld te weten dat de ongeveer 23.000 genen in het menselijk genoom die in alle cellen van ons lichaam worden gevonden, in verschillende weefsels en organen verschillend tot expressie worden gebracht, afhankelijk van de instructies voor genregulatie in het epigenoom. De instructies worden gehouden in de vorm van verschillende sets en combinaties van transcriptiefactoren.
Nu weten we ook dat veranderingen in deze transcriptionele componenten tot ziekte kunnen leiden en dat een belangrijke bron van diversiteit op onze planeet te wijten is aan de geleidelijke herbedrading van transcriptieketens over evolutionaire tijdschalen.
Een handige manier om transcriptiefactoren te bestuderen, is het observeren van eencellige organismen zoals Candida albicans. Deze soort schimmel bevindt zich meestal zonder ziekte te veroorzaken in de darm van mensen en andere warmbloedige dieren. Maar het kan zich soms ook manifesteren als de meest voorkomende menselijke ziekteverwekker, die bij gezonde mensen een verscheidenheid aan infecties van de huid en weke delen veroorzaakt, en een ernstiger ziekte bij mensen met een zwak immuunsysteem.
De bijdrage die de kennis van de darmflora kon leveren aan ons begrip van de ziekte bij de mens, werd onlangs in perspectief geplaatst in een onderzoek dat aantoonde in hoeverre darmflora-genen het menselijke genoom ondermijnen.
Door specifieke kenmerken van te bestuderen C. albicans wetenschappers kunnen observeren hoe veranderingen in transcriptiecircuits leiden tot verschillen in uiterlijk en gedrag bij dezelfde soort.
Eén lab dat heeft gestudeerd C. albicans voor een tijdje is dat van Alexander Johnson en zijn team bij UCSF. Ze bestuderen hoe de schimmel interageert met gastheercellen, andere microben in de darm en hoe de transcriptieschakelingen deze hebben aangepast voor de gastheer.
Een eigenschap waar ze vooral in geïnteresseerd zijn, is een proces dat 'wit-opaque switching' wordt genoemd, en dat een belangrijk mechanisme lijkt te zijn C. albicans'vermogen om te overleven in de zoogdiergastheer. Deze omschakeling, die wordt bestuurd door het epigenoom, produceert twee verschillende soorten cellen van hetzelfde genoom. Elk celtype wordt gedurende vele generaties bewaard, tot ongeveer elke 10.000 generaties wanneer willekeurig wisselen plaatsvindt. De typen zien er ook anders uit, brengen verschillende genen tot expressie en geven de voorkeur aan verschillende soorten gastheerweefsel.
Afgezien van het bestuderen van de individuele kenmerken van de twee soorten cellen die zich voordoen, hebben Johnson en collega's ook het schakelmechanisme zelf onderzocht.
Lke anderen, ze wisten al dat vijf transcriptiefactoren wit-opaque switching reguleren. Maar toen ze dieper groeven, kwamen ze er een tegen die ze Wor3 (white-onaque regulator-3) noemden, die heel anders leken, en dat is het onderwerp van hun nieuwste onderzoek.
Ze vonden Wor3 door te zoeken naar genen die alleen in ondoorzichtige cellen tot expressie werden gebracht, maar die een DNA-sequentie bevatten waaraan een van de vijf bekende transcriptiefactoren zou kunnen vasthouden (transcriptiefactoren, die in wezen eiwitten zijn, doen hun werk door zich te binden aan een specifiek deel van de genoom, een bepaalde sequentie van DNA).
In hun onderzoek leggen ze uit hoe ze het vinden van Wor3 in witte bloedcellen maakten, waardoor ze ondoorzichtig werden en toen ze het verwijderden, bleven ondoorzichtige cellen ondoorzichtig, zelfs bij temperaturen die normaal gesproken wit werden.
"We tonen aan dat ectopische overexpressie van Wor3 resulteert in massale conversie van witte cellen naar ondoorzichtige cellen en dat deletie van WOR3 de stabiliteit van ondoorzichtige cellen bij fysiologische temperaturen beïnvloedt", schrijven ze.
Maar misschien is het meest opmerkelijke dat ze ontdekten dat Wor3 hoogstwaarschijnlijk vrij recent is geëvolueerd in vergelijking met de meeste andere transcriptiefactoren.
"Bioinformaticanalyses duiden erop dat de Wor3-familie recenter is ontstaan ??in de evolutionaire tijd dan de meeste eerder beschreven DNA-bindende domeinen, het is beperkt tot een klein aantal schimmels die de belangrijkste schimmelpathogenen van mensen omvatten," schrijven ze.
Misschien zijn er meer families van recent geëvolueerde transcriptiefactoren die nog moeten worden ontdekt, gewicht toevoegen aan het idee dat meer van het genoom eigenlijk codeert voor het epigenoom dan we eerder dachten:
"Deze waarnemingen tonen aan dat nieuwe families van sequentiespecifieke DNA-bindende eiwitten beperkt kunnen zijn tot kleine clades en suggereren dat de huidige annotaties - die afhankelijk zijn van diepe instandhouding - de fractie van genen die coderen voor transcriptionele regulatoren onderschatten."
Een belangrijke boodschap om uit deze studie te halen, is dat er nog steeds nieuwe dingen zijn om ons te ontdekken en ons te verrassen over genen en hun regulatie, en we mogen nooit aannemen dat we alles weten, hoe groot die kennis ook wordt.
Geschreven door Catharine Paddock PhD
Granaatappelsap toont mogelijke voordelen voor dialysepatiënten
Studies in de afgelopen jaren hebben meerdere gezondheidsvoordelen van granaatappelsap geëist, waaronder dat het een goede bron van antioxidanten is en zowel cholesterol als bloeddruk verlaagt, vooral bij diabetische en hypertensieve patiënten. Een voorlopige studie suggereert nu dat het een aantal complicaties kan afwenden bij nierziektepatiënten bij dialyse, waaronder de hoge morbiditeitsratio als gevolg van infecties en cardiovasculaire gebeurtenissen, volgens een paper dat werd gepresenteerd tijdens de 43e jaarlijkse bijeenkomst van de American Society of Nephrology en Scientific Expositie in Denver, CO.
Zijn de voordelen van antidepressiva voor autisme overdreven?
Met het toenemende autisme en de toenemende zorg voor ouders, hebben artsen gezocht naar manieren om het probleem te behandelen. Herhaaldelijke en andere gedragskenmerken die verband houden met het syndroom, kunnen kinderen op school weerhouden en het gezinsleven onder druk zetten. Het lijkt er echter op dat het gebruik van antidepressiva niet noodzakelijk de beste oplossing is.
