a funkcionlis genomikban rejl‘ potencilok

Download A funkcionlis genomikban rejl‘ potencilok

Post on 30-Dec-2015

21 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

A funkcionális genomikában rejlő potenciálok. Lars M. Steinmetz és Ronald W. Davies cikke alapján Horvát Sándor, IV. éves biológus értelmezésében. A genomiális információ megismerésével a biológia új korszakba ért. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

  • A funkcionlis genomikban rejl potencilok

    Lars M. Steinmetz s Ronald W. Davies cikke alapjn

    Horvt Sndor, IV. ves biolgus rtelmezsben

  • A funkcionlis genomika eszkzeivel vlaszt kaphatunk olyan krdsekre, mint pl.:

    -Mikor expresszldik egy gn? -Hol lokalizldik a termke? -Milyen ms gntermkekkel kerl interakciba? -Milyen fentotpust eredmnyez a gn mutcija?A genomilis informci megismersvel a biolgia j korszakba rt.

  • A genom project-ek nagy mrtkben segtettk a funkcionlis genomika, klnsen a DNS microarray (DNS chip) technolgia fejldst, elterjedst. Az igazi genom ra akkor ksznt be, amikor elssorban a szekvencia adatokbl kvetkeztethetnk a funkcionlis informcira.

  • A gnfunkci megvltoztathat: -delcival -inszercis mutagenezissel -RNS interferencival

    A gnfunkci megllaptsnak hatkony mdja a mutnsok analzise

  • Clzott delci homolg rekombincival

    Eltvoltdik a clzott gn, gy a funkcionlis redukci teljeslesztben, egrben jl hasznlhatjabban Drosophilban is alkalmazzkNem mkdik hatkonyan C. elegansban ill. Arabidopsisban

  • Clzott delci homolg rekombincival (molekulris vonalkd tag-ek alkalmazsa)

    a Minden Saccharomyces cerevisiae gnhez egy delcis kazettt szintetizltak (delcis pool). A delcis kazettt PCR-rel hoztk ltre. A kt vgn 45 bp-nyi rsz a cl gnt ismeri fel. KanMX: antibiotikum rezisztancia UPTAG, DNTAG: upstream ill. downstream egyedi felismer rsz CP (Common Priming helyek): klnbzek a kereszthibridizcit elkerlend b A delcis pool kompettv nvekedse, genomi DNS extrakci, PCR, hibridici (high-density oligonucleotide array) cA delcis fenotpusok kvantitatv mrse: a szelekci sorn sszehasonlthatjk a szignl intenzitst, ebbl kvetkeztetnek a trzsek fitness-re

    tfed ORF-eknl nem jl mkdik (msodlagos mutcik,letkptelensg esszencilis gnek homozgta delcijnl)

  • Eredmnyek:

    Funkcionlisan relevns gnek felismerseExpresszi s funkci sszehasonltsaDrog (gygyszer) targetek feldertseBetegsg gnek meghatrozsaMolekulris evolci tanulmnyozsa

  • Inszercis mutagenezis

    Transzpozon, vagy ms inszertld szekvenciaRandom, ezrt screenels szksgesLtrejhet teljes, inkomplett, ill.nem funkcionlis redukci az integrcitl fggenArabidopsis, Drosophila, leszt, C. elegans, egr

  • Inszercis mutagenezis lesztben: transzpozonokkal mutns fenotpusokat, gnexpresszit, protein lokalizcit lehet vizsglniArabidopsisban: Agrobaci T-DNS alkalmazsaHtrnyai:Teljes genom feltlts nehz, a genom egyes rgii nem alkalmasak inszercira, intergenikus szekvenciba inzertldsnak nincs hatsa.

  • RNS interferencia

    Legjabb technolgia gn expresszi reduklsraC. elegansban fedeztk fel, hogy dsRNS szekvencia-specifikusan elnmtja a gnfunkcitRvid dupla szl RNS knnyen elllthatGyakran nem teljes, s a specifits mrtke nehezen prediktlhatMgis a legtbb modell organizmusban mkdik pl: freg (dsRNS-t produkl plazmidokat tartalmaz E. colival etetik), Drozi, nvnyek, emlsk

  • Komplex jellegek genetikai feltrkpezseA genetikai trkpezs sikeres volt pl. az asztma gnjeinek megtallsbanGondosan kivlasztott populcikban tbb ezer polimorfizmus kutatsa a szekvencia varinsok gyakorisgnak feldertse cljbl A statisztikai predikcikhoz tbb marker kellene (kevs mintbl, olcsn)

  • A genotipizls mdszereiDNS hibridizlsa microarray-hez: PCR amplifiklt, vagy genomi DNS, tkletes egyezs eseten ers hibridizci a prbhozFluoreszcens polarizci: PCR, a primer vge egy bzissal a polimorf rgi vge eltt van, kiegsztve kt klnbz fluoreszcens dideoxi-nukleotiddalTmegspektroszkpia: gyors, pontosMolekulris vonalkdok: molekulris inverzis prbnak is nevezik, kzvetlenl a genomi DNS-en vgezhet, egy reakcival SNP-k (single nucleotide polymorph, pontmutci) ezrei analizlhatk

    Egyedi DNS vonalkdot tartalmaz prba, a 2 vge komplementer a polimorf r.-t szeglyez rsszel

  • Humn mendeli rklds betegsgek

    Egy korbbi review szerint a tbb, mint 1400 ismert mendeli rklds betegsg gn kzl:

    - 1%-nl kevesebb regultoros vltozs- 58% missense, vagy nonsense mutci az ORF-ekben - 30% inszerci,vagy delci- 10% splicing varins

  • Polimorfizmusok felismerse mismatch-repair detektlssalPolimorfizmust tartalmaz DNS szakaszok elklntse a nem tartalmazktlPCR termk pool sszekeverse lineris vektor DNS-sel (metillt, 5bp CRE delci) + standardok (teljes CRE, nem metillt)Heteroduplex kpzdsHeteroduplexek transzformlsa E. coli trzsbe, aminek az episzmjn (genomba integrldni kpes plazmid) 2 LOX hely (ide CRE rekombinz ktdik) van, kztk tetraciklin rezisztencia (tetR) ill. streptomycin szenzitivits (strS) gnek tallhatkHa a teszt fragmentben nincs polimorfizmus, nincs repair (5bp-nyi del./inszerci nem inditja el) tetR/strS/lox kazetta rekombinldik, a bacik tet. szenzitvek s str. rezisztensek lesznek (a trzs str. rez. gnt tartalmaz a kromoszmjn) Ha van polimorfizmus, a javts a CRE gnre is kiterjed, gy az inaktv, a sejtek tet. rezisztensek, ill. str. szenzitvek maradnak.

  • Nagy teljestmny fejlesztsi ciklusok

    1.-2. amplifikls (PCR)

    2.-3. miniatrizls (single tube)

    4. tbb prhuzamos nagy teljestmny ksrlet

    5. egsz genomot rint mrsek (gn expresszi, genotipizls, knock-out analzis, protein analzis, splicing, stb.) kombinlsa

  • QTL-ek genetikai trkpezseQTL (quantitative trait loci, mennyisgi jellegek)Nem mindig praktikus minden vizsglt gn esetben komplementcis tesztet vgezniEzrt lesztben nagyon gretes eszkznek tnik a reciprok hemizigcia (diploid genotpus, de csak egy kpiban van jelen a gn, pl. X kromoszma gnjei hm egyedben)Ezzel a technikval egyetlen alll hatsnak meghatrozsval -klnben egyntet genetikai krnyezetben- felismerhet egy QTL alllA technika kt diploid, heterozigta trzs sszehasonltsn alapulAlkalmas kapcsoltsg megcfolsra ill. kt genom alllvarinsainak analizlsra egyetlen lpsben

  • Alll kapcsols reciprok hemizigcival a Kt-kt heterozigta trzs genomja 1-1 alllre nzve reciprok mdon hemizigta b Molekulris vonalkdok alkalmazsval az egsz genom sszehasonlthat c Hibridizls utn az alllvarinsok meghatrozhatk, a pldban a B1 alll ersebb szignlt produkl, teht dominns a B2 felett

  • Konklzik A funkcionlis genomika j tvlatokat nyitott a biolgiban, mindazonltal mg gyerekcipben jr pl. a komplex genetikai regulci, protein interakcik, s biokmiai reakcik ternA modell organizmusokon vgzett vizsglatok magasabbrend szervezetekben is hasznosak pl. humn rendellenessgek kutatsbanElterjeds a klinikumban, diagnosztikban, szemlyre szabott terpibanA felfedezseket elsegtend a nagy teljestmny biolginak az nll laboratriumokban van igazn jvjeMiniatrizls, kltsgek cskkentse fontosKlnbz ksrletek (gn expresszi, genotipizls, knock-out analzis, protein analzis, stb.) egyestse (single tube elkpzels )Mindezek megvalstsval jobb, s olcsbb diagnosztika ill. egszsggyi ellts (szp j jv:)

  • Egyebet nem tudok elmondaniKrem kapcsolja ki!