كيفية البحث عن تسلسل الجزئي [كدنا]

وجد الباحثون جزئية متواليات [كدنا] من كيميائيا كسر نسخا من جزيء [كدنا] لخلق مجموعة من الشظايا التي تختلف في الطول من قاعدة واحدة. في هذه العملية ، على قاعدة واحدة في نهاية كل جزء يتم إرفاق واحدة من أربع الأصباغ الفلورية ، ولون الصبغة اعتمادا على الهوية من القاعدة في هذا الموقف. ثم آلات فرز شظايا وصفت وفقا لحجمها. وأخيرا ، ليزر يثير صبغة تسميات واحدا تلو الآخر. والنتيجة هي سلسلة من الألوان التي يمكن قراءتها إلكترونيا ، والذي يتوافق مع النظام من قواعد في واحدة من نهاية [كدنا] يجري تحليلها. متواليات مئات الجزئي للقواعد في طول يمكن تجميعها معا في جهاز كمبيوتر لإنتاج متواليات وراثية كاملة.

مرة واحدة اننا حققنا [كدنا] ، يمكننا أن نسخه لانتاج بقدر ما نريد. وهذا يعني سيكون لدينا ما يكفي من المواد لتحديد ترتيب قواعده ، وبما أننا نعرف القواعد التي تستخدم الخلايا لتحويل سلاسل الحمض النووي في تسلسل الأحماض الأمينية التي تشكل البروتينات ، وترتيب القواعد يخبرنا في تسلسل الأحماض الأمينية في المناظرة جزء من البروتين. هذا التسلسل ، بدوره ، يمكن مقارنة مع متواليات في البروتينات التي هياكل معروفة. هذه المناورة في كثير من الأحيان يخبرنا شيئا عن وظيفة البروتين الكامل ، وذلك لأن البروتينات التي تحتوي على سلاسل من الأحماض الأمينية مماثلة في كثير من الأحيان القيام بمهام مماثلة.

تحليل متواليات [كدنا] تستخدم للغاية تستغرق وقتا طويلا ، ولكن في السنوات الأخيرة الأدوات الطبية الحيوية ووضعت التي يمكن أن تؤدي مهمة وموثوق بها تلقائيا. تطور آخر كان من الضروري أيضا استراتيجيتنا لجعل ذلك ممكنا. التسلسل المعدات ، وعندما تعمل على مقياس كنا تفكر وتنتج كميات الهائلة من البيانات. لحسن الحظ ، ونظم الكمبيوتر قادرة على التعامل مع ميغا الناتجة متوفرة الآن ، ونحن وآخرون كتبوا البرامج التي تساعدنا على فهم هذه الثروة من التفاصيل الوراثية.

تجميع لغز

لدينا تقنية لتحديد الجينات المستخدمة من قبل خلية لتحليل تسلسل القواعد من 300 إلى 500 في نهاية واحدة من كل جزيء [كدنا]. هذه الجزئية [كدنا] تسلسل بمثابة علامات للجينات ويشار أحيانا إلى السمات كما أعرب عن التسلسل. اخترنا هذا الطول لدينا [كدنا] تسلسل جزئية لأنها قصيرة كافية لتحليل بسرعة الى حد ما ولكن لا تزال طويلة بما يكفي لتحديد الجين لا لبس فيه. إذا جزيء [كدنا] هو مثل المادة من المادة ، وتسلسل الجزئي هو مثل الصفحة الأولى من articleit يمكن التعرف على المادة وحتى تعطينا فكرة ما في مقال حول. جزئي متواليات [كدنا] وبالمثل ، يمكن أن تقول لنا شيئا عن هذا الجين الذي تستمده من. في عنيزة ، ونحن ننتج نحو مليون قواعد البيانات تسلسل الخام يوميا.

اسلوبنا هو إثبات نجاح : لدينا الآلاف من الجينات التي تم تحديدها ، وكثير منها قد تلعب دورا في مرض. وهناك شركات أخرى ، والباحثين الأكاديميين وشرعت أيضا برامج لتوليد متواليات الجزئي [كدنا].

محبي الحيوانات في أجهزة الكمبيوتر تعترف العديد من التسلسلات الجزئية التي ننتجها والمستمدة إما من أحد الباحثين أن الجينات التي تم تحديدها من قبل وسائل أخرى أو من الجينات لدينا في السابق وجدنا أنفسنا. عندما لا نستطيع بالتأكيد تعيين التسلسل الذي تم إنشاؤه حديثا الجزئي لأحد الجينات المعروفة ، الأمور أكثر إثارة للاهتمام. ثم لدينا أجهزة المسح الضوئي من خلال قواعد البيانات وكذلك قواعد بيانات عامة لمعرفة ما إذا كانت جزئية جديدة تسلسل التداخل شيء كان شخص ما قد يسجل من قبل.

عندما نجد تداخلا واضحا ، ونحن معا في قطعة متواليات التداخل الجزئي من أي وقت مضى إلى إطالة شرائح دعا contigs. Contigs تتطابق ، ثم ، لمتواليات ناقصة نستدل على أن يكون حاضرا في مكان ما في أحد الجينات الأصل. هذه العملية مشابهة نوعا ما لصيد الأسماك من عبارات "أ منتصف الليل الكئيب ، في حين تأملت "و" حين كنت تفكر ، وضعف وأنهكته / أكثر من ألف كثيرة.. حجم "والجمع بينهما في جزء معترف بها كجزء من إدغار آلان بو" والغراب ".

في نفس الوقت ، فإننا محاولة للاستدلال على وظيفة المرجح للبروتين المقابلة لتسلسل جزئية. بعد أن نكون قد تنبأ هيكل البروتين ، ونحن تصنيفها وفقا لتشابهها مع هياكل من البروتينات المعروفة. أحيانا نجد مباراة مع بروتين آخر الانسان العاقل ، ولكن كثيرا ما نلاحظ في مباراة واحدة مع من البكتريا والفطريات ، والنباتات أو الحشرات : الكائنات الحية الأخرى تنتج العديد من البروتينات في وظيفة مماثلة لتلك التي sapienss اللوطي. لدينا أجهزة الكمبيوتر باستمرار بتحديث هذه التصنيفات المؤقت.

في عام 1994 ، على سبيل المثال ، توقعنا أن الجينات التي تحتوي على أربعة contigs محدد من شأنه أن كل انتاج بروتينات مماثلة لتلك المعروفة لتصحيح طفرات في الحمض النووي للبكتيريا والخميرة. لأن الباحثين قد تعلمت أن الفشل في إصلاح الطفرات يمكن أن يسبب سرطان القولون ، وبدأنا العمل على سلاسل كاملة من الجينات الأربعة. عندما بارز سرطان القولون الباحث في وقت لاحق اتصلت بنا للحصول على مساعدة في التعرف على الجينات التي قد تتسبب في أن illnesshe بالفعل على علم واحد genewe كانت هذه قادرة على ان اقول له اننا يعملون بالفعل مع ثلاثة جينات إضافية قد يكونون متورطين فيها.

وقد أكدت الدراسات اللاحقة ان طفرات في أي واحدة من أربع جينات يمكن أن يسبب تهدد الحياة القولون والمبيض أو الاصابة بسرطان بطانة الرحم. ما لا يقل عن واحد من كل 200 شخص في أمريكا الشمالية وأوروبا تحمل التحور في واحدة من هذه الجينات إصلاح عدم تطابق ، كما يطلق عليها. يعرف هذا ، يمكن للعلماء تطوير اختبارات لتقييم مدى تطابق الجينات في إصلاح الناس الذين لديهم اقارب مع هذه السرطانات. إذا كان الناس الذين يخضعون لاختبار عرض وراثي مسبق التصرف فيها المرض ، يمكن أن تكون مراقبة عن كثب. الكشف الفوري للاورام يمكن أن تؤدي إلى عملية جراحية لإنقاذ الحياة ، ومثل هذه الاختبارات قد تم استخدامها في البحوث السريرية لتحديد الأشخاص المعرضين للخطر.

لدينا قاعدة بيانات تحتوي الآن على أكثر من مليون [كدنا] المستمدة من متواليات الجينات الجزئية وفرزها إلى 170،000 contigs. عموما ، فإن أكثر من نصف عدد جينات جديدة نحدد يكون الشبه في الجينات المعروفة التي تم تعيينها في وظيفة محتملة. مع مرور الوقت ، فإن هذه النسبة مرشحة للازدياد.

إذا الأنسجة يؤدي إلى عدد كبير بشكل غير عادي من متواليات [كدنا] أن تنبع من نفس الجين ، فإنه يوفر مؤشرا على أن الجينات في السؤال هو انتاج كميات وفيرة من الرنا. عموما أن يحدث عندما الخلايا المنتجة لكميات كبيرة من البروتين المقابلة ، مما يوحي بأن هذا البروتين يمكن أن يقوم بعمل لا سيما الحيوية. محبي الحيوانات أيضا اهتماما خاصا لالجينات التي يتم التعبير عنها إلا في نطاق ضيق من الأنسجة ، وذلك لأن هذه الجينات هي الأكثر احتمالا أن تكون مفيدة للتدخل في الأمراض التي تؤثر في تلك الأنسجة. لدينا العديد من الجينات المكتشفة ، حددنا نسبة التي يبدو من المرجح بصفة خاصة أن يكون طبيا هاما.

جديد الجينات ، والادوية الجديدة

باستخدام تقنية جزئية تسلسل [كدنا] لاكتشاف الجينات ، باحثون للمرة الاولى تمكنت من تقييم مدى العديد من الجينات هي مكرسة لكل واحدة من المهام الرئيسية الخلوية ، مثل الدفاع ، والتمثيل الغذائي وهلم جرا. مخزن هائل من المعلومات الفريدة من متواليات [كدنا] الجزئي إمكانيات جديدة للعلوم الطبية. هذه الفرص ويجري حاليا استكشاف منهجي.

قواعد بيانات مثل بلدنا أثبتت بالفعل قيمتها للعثور على البروتينات التي هي مفيدة كمعالم للمرض. سرطان البروستاتا هو مثال واحد. وهناك اختبار على نطاق واسع للكشف عن سرطان البروستاتا التدابير مستويات في الدم من بروتين يسمى مستضد البروستات محددة. المرضى الذين يعانون من سرطان البروستاتا غالبا ما يظهر في مستويات مرتفعة غير معتادة. لسوء الحظ ، بطيء النمو ، أورام حميدة نسبيا ، فضلا عن الأورام الخبيثة التي تتطلب العلاج العدوانية يمكن أن تسبب مستويات مرتفعة من المستضدات ، وذلك في الاختبار هو غامض.

عنيزة وشركائها قد حللت mRNAs من عينات متعددة من الأنسجة السليمة البروستاتا وكذلك من الاورام الحميدة والخبيثة في البروستاتا. وجدنا حوالى 300 الجينات التي يتم التعبير عنها في البروستاتا ولكن ليس في الأنسجة الأخرى ، ومن هؤلاء ، على بعد حوالى 100 تنشط فقط في سرطان البروستاتا ، ويتم التعبير عن نحو 20 فقط في الاورام صنفت من قبل الأطباء والخبيثة. نحن وشركاؤنا تجارية تستخدم هذه الجينات ومنتجاتها 20 البروتين لوضع اختبارات لتحديد المرض الخبيث البروستاتا. لدينا أعمال مماثلة تحت الطريق لسرطان الثدي وسرطان الرئة وسرطان الكبد وسرطان الدماغ.

قواعد البيانات من متواليات [كدنا] جزئية يمكن أن يساعد أيضا في العثور على الجينات المسؤولة عن الأمراض النادرة. يعرف الباحثون منذ فترة طويلة ، على سبيل المثال ، أن شكل معين من فقدان البصر لدى الأطفال هي نتيجة لخلل موروث في انهيار الكيميائية للالجالاكتوز السكر. ومن خلال البحث في قاعدة البيانات لدينا كشف اثنين من الجينات سابقا هومو مجهولة العاقل الذي البروتينات المقابل يتوقع ان تكون هيكلي مشابه ليعرف الجالاكتوز التاييض الانزيمات في الخمائر والبكتريا. المحققين سرعان ما أكد أن ورثت عيوب في أي من هذين الجينين تسبب هذا النوع من العمى. في المستقبل ، والأنزيمات أو الجينات نفسها يمكن أن تستخدم لمنع فتنة.

جزئي متواليات [كدنا] هي أيضا إنشاء سجلا مثيرا للإعجاب لمساعدة الباحثين للعثور على أصغر الجزيئات التي يكون المرشح منتسبا إلى علاجات جديدة. أساليب لإنشاء والاختبار drugsthe جزيء صغير الأكثر شيوعا typehave تحسنت بشكل ملحوظ في السنوات القليلة الماضية. الآلي معدات يمكن بسرعة الشاشة المركبات الطبيعية والاصطناعية لقدرتها على التأثير في بروتين هومو العاقل المشاركة في المرض ، ولكن في عدد محدود من الأهداف المعروفة البروتين وقد تأخر التقدم. كما مزيد من البروتينات هومو العاقل يتم التحقيق فيها ، وينبغي تعجيل التقدم. عملنا الآن على توفير أكثر من نصف كلاين بيتشام ليقود لمنتجات المحتملة.

قواعد بيانات مثل بلدنا لا تجعل من السهل على الشاشة بشكل عشوائي لجزيئات النشاط المفيد. مع العلم بروتين بنية تمكن العلماء من تصميم أدوية مخصصة للتفاعل بطريقة معينة مع هذا البروتين. هذا الأسلوب ، والمعروفة باسم تصميم الأدوية العقلاني ، الذي يستخدم لانشاء بعض مثبطات الأنزيم البروتيني الجديدة التي تثبت فعاليته ضد فيروس نقص المناعة البشرية (على الرغم من أن قاعدة البيانات لدينا ليست متورطة في هذا الجهد بصفة خاصة). نحن على ثقة بأن جزئية متواليات [كدنا] سيسمح صيادلة لبذل المزيد من استخدام تصميم الأدوية العقلاني.

مثال واحد من الخلايا كيف قاعدة بياناتنا وقد ثبت بالفعل مخاوف من المفيد المعروف أوستيوكلاستس ، التي عادة ما تكون موجودة في العظم ، وهذه الخلايا قادرة على انتاج انزيم المهينة من النسيج العظمي. الانزيم يبدو أن تنتج ما يزيد في بعض الحالات المرضية ، مثل التهاب المفاصل وهشاشة العظام. وجدنا في حواسيبنا تسلسل للجينة التي أعرب عنها في الخلايا الآكلة التي يبدو أنها رمز للانزيم المدمرة ؛ تسلسله مماثلة لتلك التي كان من الجين المعروف أن يؤدي إلى نشوء انزيم أن يحط من الغضروف. واكدنا ان هذا الجين osteoclast كان مسؤولا عن انزيم الهادمة وأظهرت أيضا أنه ليس أعرب في الأنسجة الأخرى. هذه الاكتشافات يعني أننا يمكن أن ابتكار طرق لاحباط هذا الجين والبروتين دون القلق من أن أساليب سيضر الأنسجة الأخرى. ثم قدم لنا هذا البروتين ، وكلاين بيتشام قد استخدمتها لتحديد العلاجات الممكنة من خلال مزيج من الفرز الفائق الإنتاجية وبتصميم الأدوية العقلاني. كانت الشركة قد تستخدم أيضا لدينا قاعدة بيانات للكشف عن الجزيئات التي يمكن استخدامها لعلاج تصلب الشرايين.

واحدة غنية للغاية وريد من الجينات والبروتينات ، من وجهة النظر الطبية ، هي فئة تعرف باسم مجموعة مستقبلات البروتين يقترن. تمتد هذه البروتينات في الخلية الغشاء الخارجي ونقل الاشارات البيولوجية من الخلايا الأخرى في الخلية من الداخل. فمن المرجح أن عقاقير قادرة على منع مثل هذه المستقبلات الحيوية يمكن استخدامها في علاج أمراض مختلفة مثل ارتفاع ضغط الدم والقرحة والصداع النصفي ، والربو ، والأمراض ونزلات البرد والأمراض النفسية. محبي الحيوانات وقد وجدت أكثر من 70 مجموعة جديدة من البروتين بالإضافة المستقبلات. نحن الآن اختبار آثارها من خلال إدخال جينات مستقبلة اكتشفنا في الخلايا وتقييم كيف يمكن للخلايا التي تجعل من البروتينات المشفرة الاستجابة للمنبهات المختلفة. اثنين من الجينات التي تحظى باهتمام خاص انتاج البروتينات التي تبدو خطيرة تشارك في ارتفاع ضغط الدم ومرض السكري بين البالغين في بداية. شركائنا في الصناعة الصيدلانية يبحثون عن الجزيئات الصغيرة التي يجب أن تمنع إشارات بيولوجية تنتقل عن طريق هذه المستقبلات.

أخيرا وليس آخرا ، أبحاثنا تدعم إيماننا بأن بعض هومو العاقل الجينات والبروتينات ونحن الآن سوف يكتشف ، وربما في شكل تعديل ، تشكل بحد ذاتها علاجات جديدة. العديد من البروتينات هومو العاقل تستخدم بالفعل والمخدرات ؛ الأنسولين وعامل التخثر المصاب بالهيموفيليا لهي من الأمثلة المعروفة جيدا. البروتينات التي تحفز انتاج خلايا الدم وتستخدم أيضا لسرعة المرضى الشفاء من العلاج الكيميائي.

والبروتينات حوالي 200 من كامل طول تسلسل الجين عنيزة كشفت أن تكون لها تطبيقات ممكن الأدوية. حققنا معظم هذه البروتينات ولقد وضعت اختبارات لنشاطاتهم على الخلايا. البعض منهم أيضا إثبات واعدة في التجارب باستخدام حيوانات التجارب. وتشمل البروتينات كيموكينات عدة ، الجزيئات التي تحفيز خلايا جهاز المناعة.

المستحضرات الصيدلانية النامية لن تكون عملية سريعة ، وذلك لأن الأدوية ، سواء كانت بروتينات ، والجينات أو جزيئات صغيرة ، لا بد من اختبارها على نطاق واسع ، ومع ذلك ، يمكن جزئية متواليات [كدنا] سرعة اكتشاف علاجات مرشح. عنيزة يسمح الأكاديمية الباحثين من الحصول على الكثير من قاعدة البيانات الخاصة به ، على الرغم من أن نطلب من أجل التوصل إلى اتفاق لتقاسم عوائد من أي من المنتجات التي تلت ذلك.

والاستخدام المنهجي للطرق والحاسوب الآلي لاكتشاف الجين قد أثمر ، لأول مرة ، صورة شاملة للجينات مختلفة حيث يتم تشريح expressedthe من الانسان العاقل التعبير الجيني. بالإضافة إلى ذلك ، بدأنا في معرفة التغيرات في التعبير الجيني في المرض. انه من المبكر جدا أن نعرف بالضبط عند الأطباء سوف الأولى بنجاح استخدام هذه المعرفة لعلاج المرض. تحليلاتنا ويتوقع ، مع ذلك ، أن عددا من العلاجات الناتجة سوف تشكل الدعائم الأساسية ل21st الطب القرن.

---

تنويه :موقعنا على الانترنت ليست مسؤولة عن محتوى هذه المادة. Webarticles هو حر للمعلومات.
المهم : هذه المادة "كيفية العثور على تسلسل الجزئي [كدنا]" وقد ترجم من قبل البرمجيات التلقائي. نشعر بالاسف من اجل أي الأخطاء الإملائية التي قد حدث. شكرا لتفهمكم.

---