Regulacja czasowa ekspresji genów
Ekspresja genu zależy przede wszystkim od działania czynników transkrypcyjnych. Wiązanie swoistych regionów DNA sprawia, że kontrolują one przepisywanie informacji genetycznej z DNA na RNA. Czynniki transkrypcyjne korzystają z niekodujących miejsc wiązania DNA, nazywanych modułami cis-regulatorowymi (CRM), aby zmieniać poziom ekspresji genów. Badania modułów CRM są problematyczne, ponieważ moduły te często różnią się sekwencjami. Wprawdzie nie ma to wpływu na ich rolę CRM w komórce, lecz utrudnia naukowcom ich identyfikację. Odkodowanie ich sekwencji umożliwi identyfikację nowych cząsteczek docelowych leków modyfikujących ekspresję DNA. Projekt CISREGLOGIC pozwolił opracować narzędzia obliczeniowe do identyfikowania ortologicznych CRM, tj. sekwencji pochodzących od wspólnego przodka. Opracowano pomysłową metodę, która pozwoliła wykryć poszukiwane sekwencje. Dwa odlegle ze sobą spokrewnione gatunki z gromady osłonic poddano badaniu metodą filogenetycznego footprintingu. Są to zbyt daleko spokrewnione gatunki, aby możliwe było identyfikowanie CRM na podstawie dopasowania niekodujących sekwencji. Oprogramowanie zidentyfikowało potencjalne CRM określonych genów w każdym z gatunków i ich przybliżone położenie w genomie. Aby zidentyfikować miejsca wiązania czynników transkrypcyjnych opracowano nowy system oceniania powinowactwa. Naukowcy opracowali również metodę eliminowania tych miejsc wiązania, które wykazywały słabsze powinowactwo do czynników transkrypcyjnych. Narzędzia pozwoliły zidentyfikować CRM, które można uznać za ortologiczne. Naukowcy wykazali, że zbitki podobnych miejsc wiązania są wspólne dla obu gatunków w obszarze wczesnych genów regulatorowych. Ponadto zbitki podobnych miejsc wiązania występują przy genach o podobnych funkcjach. Dane genomowe z projektu CISREGLOGIC stanowią solidne podstawy naukowe do dalszych badań. Przełożenie ich wyników na produkty farmakologiczne może dostarczyć narzędzi do modulowania regulacji ekspresji genów podatności na wiele chorób.
Słowa kluczowe
Aktywacja genu, czynnik transkrypcyjny, moduły cis-regulatorowe, ekspresja DNA, cząsteczki docelowe leków, choroba
