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Was ist ENCODE, und warum ist es wichtig?

2012-03-14 7
   
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résuméVisualisierung der DNA-Doppelhelix. Credit: National Cancer Institute Ein Riesenschritt wurde gerade in der menschlichen Selbstverständnis genommen. Der erste Schritt dazu ist ENCODE genannt. Hier ist, was Sie wissen müssen. Vor elf Jahren sequenzier
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Was ist ENCODE, und warum ist es wichtig?

Was ist ENCODE, und warum ist es wichtig?




Visualisierung der DNA-Doppelhelix.

Credit: National Cancer Institute


Ein Riesenschritt wurde gerade in der menschlichen Selbstverständnis genommen. Der erste Schritt dazu ist ENCODE genannt. Hier ist, was Sie wissen müssen.

Vor elf Jahren sequenziert Wissenschaftler das menschliche Genom. Das heißt, sie die Spiralen der DNA entwirrt im Kern eines jeden unserer Zellen gepackt und herausgefunden, die Reihenfolge seiner 3,3 Milliarden chemischen "Basenpaare" oder die molekularen Buchstaben, der Art, dass buchstabieren Anweisungen für die Zellen zu folgen .

Aber obwohl das Humangenomprojekt (wie das Bestreben genannt wurde), um die Reihenfolge der Basenpaare etabliert, die meisten der Code, der diese Buchstaben ausgeschrieben geblieben verschlüsselt.

Die Wissenschaftler konnten sehen, dass etwa 23.000 Abschnitte des Genoms, von etwa 1000 Basenpaaren jeweils codiert für Proteine ​​aus. Mit anderen Worten, diese Abschnitte, Gene genannt, wurden in einer Weise strukturiert, dass sie Zellen Proteinmoleküle aufzubauen lesen konnte aus, die dann zelluläre Funktionen ausgeführt. Aber die Gene aus weniger als 2 Prozent des gesamten menschlichen Genoms. Was bedeutete der Rest der endlosen Spirale der DNA-Basenpaare? Viele Wissenschaftler dachten die meisten davon nutzlos Kauderwelsch war aus unserer evolutionären Vergangenheit übrig. Sie nannten es "Junk-DNA". [How to Speak Genetik: Ein Glossar]

Nun wird eine internationale Zusammenarbeit von 442 Wissenschaftlern hat die Enzyklopädie der DNA-Elemente, mit dem Spitznamen ENCODE enthüllt. In mehr als zwei Dutzend Artikel, veröffentlicht in Nature, Science und anderen Zeitschriften, die Wissenschaftler gegenwärtig neun Jahren Forschung zeigt, dass Gene nur ein Element einer langen "Stückliste", die das menschliche Genom bildet. Anstatt Junk meist zu sein, 80 Prozent der DNA hat eine Funktion, und ENCODE ist die Enzyklopädie, die was bedeutet all das beschreibt.

Die Hälfte oder mehr der menschlichen DNA wirkt als "Genschalter." Diese Teile des Codes Kontrolle, wenn Gene ein- und auszuschalten, zu beeinflussen, wie viele Proteine ​​gebaut werden beide im Laufe des Tages und im Laufe des Lebens. Es gibt einen Genschalter, der eine undifferenzierte Zelle in einem Embryo erzählt in einer Leberzelle zu entwickeln, zum Beispiel; gibt es einen anderen Schalter, der eine Zelle in der Bauchspeicheldrüse richtet seine Insulinproduktion nach einer Mahlzeit rev; und es eine andere ist , die eine Hautzelle sagt , es ist Zeit zu abgeschnürt, stellt fest , Time Magazine .

"Was wir von ENCODE gelernt habe, ist, wie kompliziert das menschliche Genom ist, und die unglaubliche Choreographie, die mit der immensen Anzahl von Schaltern vor sich geht, das sind choreografieren, wie Gene verwendet werden," Eric Grün, Direktor des National Human Genome Research Institute (die die neun Jahre lang ENCODE-Projekt lief), sagte Reportern während einer Telefonkonferenz.

Also, warum ist es wichtig, dass wir jetzt eine Enzyklopädie der menschlichen DNA haben?

Zum einen, zu wissen, was eigentlich so viel mehr des genetischen Codes wird lokalisieren hilft macht uns zu Menschen; Evolutionsbiologen können untersuchen , wie die Genschalter , sowie die Gene, des Homo sapiens von denen anderer Tiere wichen.

Noch wichtiger ist, sagen die Wissenschaftler die neue Enzyklopädie der DNA enorm unser Verständnis, warum Krankheiten auftreten und wie sie zu verhindern beschleunigen wird. Das liegt daran, mehr als oft nicht, Krankheiten aus Veränderungen stammen, die in Regionen des genetischen Codes auftreten früher mit "Junk".

" Die meisten der Änderungen , die Krankheit beeinflussen liegen nicht in den Genen selbst, sondern in den Schaltern liegen" Michael Snyder, ein Forscher ENCODE Basis an der Stanford University, sagte der New York Times .

Nehmen Sie Krebs. Es stellt sich heraus, daß die meisten Änderungen an DNA, die Zellen wiederum Krebs machen treten nicht in Genen, sondern in den Teilen der DNA, die die Kontrolle über Gene auszuüben: die Schalter. Zu wissen, was diese Schalter tun, sagen Forscher können sie Medikamente zu entwickeln beginnen, die die Steuerschaltung zielen, anstatt die Gene Targeting selbst, die in vielen Fällen, zum Angriff direkt undurchlässig sind.

Das ENCODE-Projekt "wird definitiv einen Einfluss auf unsere medizinischen Forschung auf Krebs haben", so Dr. Mark Rubin, ein Prostata-Krebs Genomik Forscher am Weill Cornell Medical College, sagte der Times. [Was, wenn wir Ausgerottet All-Krankheit?]

Wissenschaftler haben bereits Änderungen an Genschalter gefunden, die bei der Entwicklung von Multipler Sklerose, Arthritis, Morbus Crohn, Lupus und Zöliakie einläuten erscheinen. Andere häufige Krankheiten wie Diabetes, Herzerkrankungen, Bluthochdruck und Depressionen auch das Profil Bedingungen passen, die wahrscheinlich von Veränderungen führen die Art und Weise Gene erhalten ein- oder ausgeschaltet, anstatt Änderungen an Gene selbst.

"Im Großen und Ganzen, wir glauben, dass seltene Krankheiten, die durch Mutationen in dem Protein verursacht werden können [oder Gen-] kodierende Region" von DNA, sagte Grünen Reportern, während die "häufiger, können komplizierte Krankheiten zu genetischen Veränderungen in den Schalter zurückverfolgt werden. "

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