Das wichtige Timing der Genexpression
Bei der Frage, ob Gene exprimiert werden sollen oder nicht, spielen Transkriptionsfaktoren (TF) eine wichtige Rolle. Sie binde an spezifische DNA-Regionen und steuern die Transkription der genetischen Informationen von der DNA zur RNA. TF verwenden nicht-kodierende DNA-Dockingstationen, sogenannt cis-regulatorische Module (CRM), um die Regulation des Genexpressionslevels einzuleiten. Ein Problem bei der Arbeit mit CRM ist, dass sie dazu neigen, in der Sequenzzusammensetzung zu variieren. Obwohl dies keinen Einfluss auf ihre Funktion in der Zelle hat, stört es die Identifizierung von CRM-Sequenzen. Die Entschlüsselung dieser Codes wird es ermöglichen, neue Zielmoleküle für das Regulieren der DNA-Expression zu finden. Im Rahmen des Projekts CISREGLOGIC wurden Computerwerkzeuge entwickelt, um orthologe CRM zu identifizieren, also Sequenzen, die von einer gemeinsamen Vorstufe abstammen. In einem ausgeklügelten Verfahren wurden die gewünschten Sequenzen aussortiert. Bei zwei entfernten Verwandten aus der Klasse der Seescheiden wurden phylogenetische Fußabdrücke genommen. Diese Spezies waren weit genug auseinander, um mithilfe von nicht-kodierender Ausrichtung CRM zu identifizieren. Eine Software ermittelte dann in jeder Spezies Kandidaten-CRM für bestimmte Gene und deren ungefähre Position im Genom. Die TF-Bindungsstellen wurden mit einem neuen Affinitätspunktesystem identifiziert. Außerdem entwickelten die Forscher ein Verfahren, um Bindungsstellen ohne signifikante TF-Bindung auszuschließen. Mit anderen Werkzeugen wurden CRM-Paare identifiziert, die als orthologen gelten könnten. Die Forscher zeigten, dass im Genbereich für die frühe Regulation beiden Spezies Cluster von ähnlichen Bindungsstellen gemeinsam waren. Darüber hinaus werden Cluster ähnlicher Bindungsstellen mit Genen einer ähnlichen Funktion in Verbindung gebracht. Die genomischen Daten von CISREGLOGIC lieferten eine solide Wissensgrundlage für weitere Forschungen. Die Übersetzung der Ergebnisse in pharmazeutische Produkte kann die Modulation der Genregulation ermöglichen, die zur Prädisposition einer Reihe von Krankheiten führt.
