Gene, die zu variablen Merkmalen beitragen
Merkmale von Lebewesen werden von den Genen des Organismus bestimmt und können von den Eltern auf die Nachkommen weitergegeben werden. Viele Variationen innerhalb einer Population können jedoch nicht einfach durch die Wirkung eines einzelnen Gens erklärt werden und sind vielmehr ein Ergebnis von Wechselwirkungen zwischen Genen, Proteinen und anderen zellulären Komponenten. Typ-2-Diabetes ist ein hervorragendes Beispiel für ein komplexes Merkmal. Während bestimmte Gene eine Person anfälliger für die Entwicklung einer Insulinresistenz machen, gibt es eine Vielzahl von zellulären Wechselwirkungen, die bestimmen, ob diese Person Diabetes entwickelt. Das EU-finanzierte Projekt INTGENMAP (Genetic mapping of complex trait intermediates) zielte darauf ab, die genetische Grundlage von komplexen Merkmalen zu verstehen und befasste sich damit, wie diese Eigenschaften zu beeinflussen sind. Wenn Merkmale durch Quantitative Trait loci in Genen kontrolliert werden, beeinflussen Gen- und Protein-Wechselwirkungen auf der Ebene von Zellen, Gewebe und Organe das globale Merkmal. Um zu verstehen, wie Genprodukte globale Merkmale beeinflussen, hat INTGENMAP den Proteinspiegel in einem genetisch gut charakterisierten Hefestamm gemessen. Mit Blick auf das gesamte Hefegenom bildeten die Forscher ab, wo sich Gene für komplexe Merkmale befanden. Sie stellten fest, auch, wie jedes Gen zu Veränderungen hinsichtlich der Proteinmenge in einzelnen Zellen und in den Populationen betrug. Sie fanden heraus, dass die Sequenz eines Gens und der DNA, die dieses umgibt, zusammen die größte Wirkung auf die Proteinspiegel hat. Schließlich verwendeten die Forscher diese Daten, um Guide-RNA-Moleküle zu entwerfen (gRNA), die mit dem CRISPR / Cas9 Gen-Editiersystem verwendet werden sollen, um spezifische Gene zu unterdrücken, wie sie auch an der Arzneimittelresistenz beteiligt sind. Sie zeigten, dass diese Strategie komplexe Merkmale auf zellulärer Ebene erfolgreich beeinflussen könnte und damit den Weg für eine zukünftige Gentherapie ebnet. In Zukunft können ähnliche Arbeiten an menschlichen Zellen zu Therapien führen, die auf Gene abzielen, die Menschen anfälliger für Erkrankungen wie Diabetes oder Alzheimer machen. Darüber hinaus kann nun die Forschung ausgebaut werden, um der Verschlechterung der Situation durch antimikrobielle Resistenz entgegenzuwirken.
Schlüsselbegriffe
Gene, Diabetes, komplexes Merkmal, genetische Kartierung, Protein-Ebene, Hefegenom
