모델 생물의 유전자 치료제 사냥꾼이 너무 매력적입니다

우리가 일반적으로 파리, 벌레, 효모와 생쥐 함께해야합니까? 별로, 첫눈에 보인다. 그러나 기업 및 학술 연구자들은 소위 암, 당뇨병 등 질병 사피엔스, 호모의 다양한 모델 생물 연구 '라는 유전자를 사용합니다.

모델 생물의 유전자가 너무 약물 사냥꾼에게 단백질을 그들은 밀접하게 그 호모 sapienssand 모델 생물의 인코딩과 유사하기 때문에 대부분의 경우 많은 실험실에서 유지하기가 더 쉽습니다 매력적입니다. 50과 80 사이의 어딘가에 "%의 시간의 임의의 호모 사피엔스의 유전자 선충류 벌레 또는 과실 파리, 그게 당신이 그 유전자의 기능을 공부할 수있는 등,"칼 디 존슨 부사장은 설명에 충분히 대응과 비슷한 것이다 AXYS 제약 회사의 연구 사우스 샌프란 시스코, 캘리포니아.

여기에서 중요한 모델 생물의 게놈 프로젝트의 상태를 마칠 수 오늘 :

과일 플라이

과일 비행에 대한 게놈 시퀀스 Drosophila melanogaster 2000 년 3 월에 완성되었다 학술 조사 및 유전체 Celera의 과학자의 협력 락빌, 메릴랜드주

연구팀은 60 % 289 알려진 호모 사피엔스 질병 유전자와 파리에서 동등 약 7,000 (50 %) 모든 비행 알려진 단백질의 포유 동물 단백질 유사점을 보여 발견.

하나는 호모 사피엔스 대응과 유전자를 비행 중 p53, 소위 종양 억제 유전자의 돌연변이 세포를했을 때 암이 될 수있습니다. p53유전자의 분자 통로의 일부 원인이 세포 자살 유전자 돌이킬 수없는 손상을 입었을합니다. 2000년 3월 과학자의 그룹이, 그 Exelixis에서 사우스 샌프란 시스코 등 미국 캘리 포니 아주, 비행 버전의 발견 p53 그리고 사피엔스 cellsfly 세포에서 호모처럼 thatjust 발견 p53 단백질 자체 능력 후에 그들의 유전자 손상을 유지하는 대신 성장 공중 폭파 잃고 비활성 표시됩니다. 하나의 게놈 프로젝트는 비행의 지도자에 따르면 같은이 "좋은 트레이드 오프는"암 호모 사피엔스의 기초 분자 이벤트 공부 벌레로 만들어 유사점이 있고, 제럴드 M. 루빈은 하워드 휴즈 의학 연구소 대학에서의 캘리 포니 아주 버클리에서 : "당신이 [매우 정교한 유전자 조작을 할 수있는 파리] 당신이 생쥐에서 할 수 있기 때문에 너무 너무 큰 비용이있습니다."

웜

연구자 때 선충의 게놈 시퀀스가 완전 해독 Caenorhabditis elegans 1998 년, 그들은 대략 한 웜 바이러스의 proteinsmore보다 6,000 이들과 유사한 포유류의 3 분의 1을 발견. 지금은 여러 회사 nematodesroughly 하나 millimeterby 자동으로 선별 검사에서 새로운 의약품에 대한 검색을 위해 그들을 사용하여 작은 크기의 이점을하고있습니다.

10 하나 미세한 벌레 사이에 알약으로 검사를 실시하기 위해 과학자들이 이곳 우물 크기의 플라스틱 microtiter 접시에 1 달러 지폐의 크기. 테스트 당뇨병 치료제 화면으로 사용하는 버전에서는 그 연구팀은 그들의 성장을 체포하는 원인이 인슐린 수용체에 대한 유전자에 돌연변이가 벌레를 사용할 수있습니다. 우물 다양한 화학 물질을 추가함으로써, 과학자들은 어떤 것들 웜, 표시의 성장을 그 화합물에 결함이 수용체를 우회하는 복원 확인할 수있습니다. 왜냐하면 많은 당뇨병 환자의 세포가 더 이상 인슐린과 같은 화합물이 새로운 당뇨병 치료에 대한 근거가 될 수 응답하라.

효모

겸손 베이커 누룩 Saccharomyces cerevisiae 핵 함께 첫 생명체는 1996 년 자사의 유전자를 읽을 비밀을 가지고있다. 약 2,300 (38 %) 모든 효모 단백질의 누룩을 암 연구에 대한 좋은 모델이 특히 생물 만드는 알려진 모든 포유 동물 단백질, 비슷한 위치 : 과학자들이 처음으로 발견 근본적인 메커니즘을 세포를 제어하는 데 사용할 방법을 때 작은 버섯을 사용하여 나눕니다.

"우리는 세포 분열과 cancerfrom 효모와 같은 간단한 시스템에서 중요한 위치의 DNA repairprocesses에 대해 많은 이해를 위해 왔습니다"리랜드 헤 Hartwell, 사장 및 이사의 설명 프레드허치슨암연구하다센터안에 시애틀 시애틀 프로젝트, 학계 및 업계 간의 협력 및 공동 설립자. 지금까지 과학자들이 명료하게 시애틀 프로젝트에 누룩을 사용하는 방법을 일부 기능을 발휘 기존의 항암제있습니다. 하나는 자신의 연구 결과의 일반적인 chemotherapeutic 약물 cisplatin, 특히 자신의 능력을 자신의 DNA를 복구하기 위해 구체적인 결함이 암 세포를 죽이는 효과입니다.

마우스

로 다른 모델 생명체들은만큼 가치, 궁극적으로 모든 새로운 약물 mammalsand에 쥐가 자주 뜻 테스트해야합니다. 쥐 매우 호모 sapienss 자신의 게놈의 관점에서 가까운 위치 : 90 % 이상 마우스를 지금까지 알려진 호모 사피엔스 단백질의 유사성을 보여 단백질 발견. 10 실험실 전체 미국, 마우스 게놈 네트워크 집합 국립 보건원의 1999 년 시퀀스를 마우스 게놈 노력을 이끌어 21,000,000달러받은 전화. 이 그들은 약 9 %가 그것을 완료하고 서면으로 자신의 목표를 대략적인 초안을 2003 년 준비하는 것입니다. 하지만 그 순서가 빨라졌 수도 : Celera 2000 년 4 월 그 작업은 상당한 시퀀싱 전원을 선회했다고 발표했다.

2000 년 여름, 세상을 할 때 축하 휴먼 게놈 프로젝트, 학술 연구 센터의 국제적인 컨소시엄, 그리고 Celera 유전체학, 과학자 개인 미국회사는, 그들은 둘 다 호모 사피엔스 게놈 초안 작업을 완료했다고 발표했다. 그것은 전체 게놈 해독 향한 중요한 첫 걸음을했다, 나머지 하나는 모든 시간의 가장 위대한 과학 선진적있습니다. 하지만 이러한 초안 storythe의 시작에 불과 공개 삶에 대한 지침이 들어있는 두루마리. 지금은 양 팀 모두 스크롤 시간 genethe 실제 경전 후 readinggene 시작했습니다.

다른 놀라움 가운데, 양 팀 모두 호모 sapienss 26,000 40,000 geneswhich에 불과보다 훨씬 많은 사람이 예상 이하이다가 동의합니다. 관점 들어, 고려 간단한 거위 Caenorhabditis elegans18,000 유전자가있다; 과일 비행 Drosophila melanogaster, 13,000. 일부 호모 사피엔스 게놈 많은 유전자를 포함 140,000 것으로 추정했다. 전에 과학자들은 절대 총에 동의 그것은 몇 년 이상 하겠지만, 대부분은 마지막 숫자 범위 밖으로 떨어지지 않을 것이란 것을 확신했다. "만약 그것을 29,000 또는 36,000 때부터 충격을받을 수 없다"라고 프랜시스 콜린스 국가 인권 연구소 NIH에서 이사. "그러나 만약 그것이 50,000 또는 20,000 때부터 충격을받을 것이다."

10,000 유전자의 일부 오류가 마진 일을 이렇게 많은 년 후에,하지만 DNA의 실제 genesthe 단위 인코딩 RNA의 수를 매우 어려운 것 proteinsare 감동하지 않을 수있습니다. 한 가지만 들어, 그들은 건초 더미에서 바늘 속담처럼 게놈 곳곳에 퍼져있습니다 : 자신의 코딩 부분 호모에 약 30 억 기본 쌍의 1.5 % 사피엔스 게놈에만 약 1 차지하고있다. 유전자의 코딩 영역을 작은 조각, exons 전화 이외의 장기 복역 - DNA 검사, 또는 introns 코딩에 의해 연결된으로 조각화되어있습니다. 때만 전령 RNA의 전사 과정 중에 전화를 만들어 spliced 함께 exons 수있습니다.

기능성 유전자를 식별하려면, 콜린스 설명, 과학자들은 "단서의 다양한 비트에 의존했다."몇 가지 단서가 메신저 RNAs의 정확한 복사본을 보완 DNAs (cDNAs)의 데이터베이스와 비교에서 왔습니다. 그래서, 너무, 마우스 게놈의 도움으로 비교하기 때문에 대부분의 마우스와 호모 사피엔스 유전자가 매우 유사합니다; 자신의 시퀀스를 두 유전자에, 주변의 DNA가 많은 반면, 보존하는하지 않습니다. 그리고 그러한 단서를 할 때, 과학자들은 독점적으로 유전자에 의존하는 컴퓨터 알고리즘을 예측할 수없습니다.

전혀 아닙니다 왜냐하면 그들은 거기에서 아무거나 몇몇 과학자들은 새로운 유전자가 호모 사피엔스 카운트 의심 altogethera 그리워 하나이다 유전자를 볼 수 reliablesometimes 이러한 알고리즘. 예를 들어, 윌리엄 Haseltine 단백질을 찾는 인간의 게놈 Sciencesa 전문 회사 cDNAthinks의 기준에만 그 사용되었습니다 "방법은 매우 원유 및 확한 유전자를 인코딩합니다."그는 더 믿고 두 배 이상 많은 유전자로서 로 지금까지 두 그룹으로 보도했다.

하지만 많은 사람들이 현재의 견적을 받아 어떻게 그것 호모 sapienss 그래서 몇 가지 유전자를 가지고 있어야 무슨 뜻인지 부탁합니다. 크레이그 벤터, Celera 유전체학 회장, "유전자의 작은 숫자에 따르면 각 호모 사피엔스의 특성에 대한 유전자, 이러한 단백질 수준에서 와서 복잡한 세포 수준에 있지는 뜻입니다."그것을 밖으로 밝혀졌 매일 최소한 3 호모 사피엔스의 유전자는 미리 대안을 접합 ""를 통해 여러 가지 단백질을 만들어 메신저 - RNA의. 또한 단백질 호모 사피엔스들이 벌레보다 더 복잡한 아키텍처를 가지고 대응 비행, 복잡 다른 레벨을 추가. 그리고 단순한 유기체와 비교, 호모 sapienss 여분의 단백질의 기능을 보유하는 데, 예를 들어, 면역 시스템과 신경 시스템과 혈액 응고 세포 신호 전달 및 개발을위한.

또한 과학자들은 발견의 중요성을 넘는 박테리아로부터 200 개 이상의 유전자가 분명히 2 년 전 인류 게놈 수백만 영구적으로 추가되는 호모 침공 수수께끼입니다. 새 직장에 의하면 이러한 세균 유전자의 중요한 호모 사피엔스의 기능 이상, 스트레스에 대한 반응 등의 규제로 촬영했다. "이것은 충격의 일종이며, 아니 좀 더 연구 영감을 의심된다"콜린스있다. 실제로, 과학자들은 이전에 수평으로 유전자의 전송이 가능한 종류의 척추하지 못할 것 같았다.

사피엔스 게놈 전반적인 프리, 어떤 유전자 밀도 및 유전자 가난한 지역에 대체됩니다 호모의 또 다른 흥미로운 기능이있습니다. 그는 "이 분야는 유전자의 고층 빌딩과 도시 지역처럼 서로의 상단에 포장 시퀀스,"콜린스 "을 설명하는 다음 거기에 그곳에 갈 아무것도 보이지 않는다 이러한 큰 사막입니다 기본 쌍 수백만 . "뿐만 아니라, 그러한 차이뿐만 아니라, 시간뿐만 아니라 염색체 사이에 분명합니다. 예를 들어, 염색체 19 일, 약 4 배 이상의 유전자가 Y - 염색체의 풍부한.

그래서 유전자 사막에서거야? 절반 이상이 호모 사피엔스의 게놈 시퀀스를 반복합니다, 왜냐하면 그들은 기능을 알고도 "정크 DNA가"로 알려진 구성되어있습니다. 척추 물론 그들이없이는 살 수 : 호흡기를 가져가야 생선, 예를 들어, 아주 이러한 반복 몇 가지와 게놈있다. 호모 sapienss 있음, 그들의 대부분 transposable 요소에서 뻗어 기생의 DNA가 복제 파생 다른 사이트에서 자신의 복사본을 삽입합니다. 하지만 지금은 transposons의 거의 모든 서로 다른 가족 게놈 로밍을 중단하고, 오로지 그들의 "화석"보이는 남아있다. 아직도, 거의 50 유전자에서 발생한 transposons, 그들이 게놈의 진화를하는 동안 몇 가지 유용한 역할을 제안 나타납니다.

transposon의 한 유형, 소위 알루 요소, 특히 지역의 G의 자주와 C가 풍부한 기지에서 발견된다라고. 이 영역 또한 그렇게 알루는 어떻게든 그들 주위에 많은 도움이 될 수도 유전자 항구. 전반적으로, 호모 사피엔스 게놈을 한 것 같았다 "복잡한 생태계, 이러한 모든 다른 요소에 노력과 함께 확산,"로버트 Waterston, 게놈 시퀀싱 센터의 워싱턴 대학에서, 공공 컨소시엄의 회원 이사는 말했다. 그들은 호모 sapienskind의 진화 역사의 우수한 분자 화석 기록을 제공하는 축적 변이.

또한, 게놈 시간이 지남에 모두 내에 염색체 사이에 중복되는 것 같다 큰 세그먼트.이 중복, 연구자, 말할 수 서로 다른 유전자와 함께 자신의 원래의 기능을 파괴 아마 LED를 재생하지 않고 진화에 의한 transposons 시퀀스를 반복하려면 호모 sapienss 많은 유전자를 가정의 확대.

이외 게놈 시퀀스에서 모두 인간 게놈 프로젝트와 Celera 개인 불리는 단일 polynucleotide polymorphisms, SNPs 차이 또는 DNA의 기본 입장의 다수의 신원 ( "자르는") 발음. 공공 컨소시엄은 140 만 SNPs가 발견, 그리고 Celera이 210 만 개를 발견했다고 발표했다. 과학자들은 그들이 어떻게 유전자들이 있으며, 특히, 왜 좀 더 적습니다 다른 사람 들보다 다른 특정 질병을 참조하시기 바라고있습니다. 만약 그들이 모두 아무 의미가 "그것은 분명히 우리가 그들이 무슨 뜻인지 알아내기 위해, 오랜 시간이 걸릴 것입니다,하지만 전 과정을 이미"Waterston 시작 노트라고 생각합니다.

않도록하려면 일을 많이 남아있습니다. 공용 데이터베이스에 대해서만 10 억 기본 쌍, 전체의 3 분의 1, ""양식을 완료, 그들은 매우 정확하고 의미없는 공백입니다. 두 Celera와 공개 데이터를 다수의 공백이 포함되어있습니다. 또한, heterochromatina 유전자의 큰 부분을 DNA는 genomehas의 약 10 %를 차지하는 아직 복제 및 시퀀스의 가난한 사람, 반복이 풍부한 부분. 2003 년 봄, 공공 프로젝트 작업을 마무리하는 시퀀스를 제외하고 현재의 방법을 사용하여 얻을 불가 능할 판명 기대하고있다.

다음 큰 도전 유전자가 어떻게 세포 상호 작용을 찾을 수있을 것입니다. 콜린스에 따르면, 연구진은 "전체에서 생물학 - 게놈지도의 방법은,"공부 좀 시작할 것입니다, 예를 들면, 세포의 모든 유전자의 표현 주어진 시간이다. 단백질, 유전자의 제품도 아니다 "그냥 한 번에 하나씩,하지만 공부가 될 한 번에 수천,"콜린스, 빠르게 성장하는 연구 분야의 Proteomics의 이름으로가는 말할 수있다. 결국, 그러나, 유전자에만 너무 많은 답변을 제공할 수있습니다. "기본적인 메시지,"벤터, "결론은 호모 sapienss 내장돼되지 않습니다. 자신의 인생에서 모든 결정에 대한 설명은 찾는 사람들은 매우 실망하게 될 것입니다 누가 그들을 개인의 책임을 용서해 게놈에 대한 더욱 실망하게 될 것입니다 사람들이 찾고있습니다. "

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