Добры дзень! Вы па тэхналогіі, дзякуй за чытанне! Кожны станоўчы і добры каментар грэе маю душу!
Артыкул суб'ектыўны і выражае асабістае меркаванне аўтара.
Каб зразумець, як функцыянуе клеткавая машына, навукоўцы звярнуліся да ДНК арганізма. Але паслядоўнасць генома не з'яўляецца поўнай інструкцыяй, на якую даследчыкі спадзяваліся.
"Цяпер мы маем сотні тысяч паслядоўнасцей генома, новая карціна, якая ўзнікае, блытае", - кажа Марк Відаль з Гарвардскай медыцынскай школы. Генетычныя мутацыі не заўсёды прадказваюць функцыю клеткі і здароўе арганізма. Для Відаля і іншых, галоўнай адсутнай часткай біялогіі клетачных сістэм з'яўляецца інтэрактома: карта ўсіх бялковых узаемадзеянняў у клетцы.
Дынамічная сетка бялковых комплексаў, вялікіх і малых, дапамагае выконваць генетычныя інструкцыі. Фактары транскрыпцыі звязваюцца з ДНК і актывізуюць гены, рыбасома счытвае РНК і збірае вавёркі, а кіназы і фасфатазы мадыфікуюць вавёркі для рэгулявання клеткавых сігналаў.
Гэты прыём дазваляе рабіць рэплікі ў маштабе, які раней не быў магчымым.
У залежнасці ад стану сеткі, генетычныя мутацыі аказваюць вельмі розныя эфекты, кажа Відаль. У будучыні, на яго думку, інтэрактычныя карты для розных клетак арганізма ў сукупнасці могуць стаць каменем разеткі, які дапамагае дэкадаваць сувязь паміж генетычнай формай і функцыяй.
Удакладненыя метады адлюстравання, распрацаваныя ў дражджавых мадэлях або заснаваныя на мас-спектраметрыі, могуць зараз адсеяць дзясяткі тысяч і мільёнаў узаемадзеянняў бялкоў. Кожны падыход забяспечвае іншае ўяўленне пра ўзаемадзеянне арганізма, ззяючы на яго кавалак. Пры правільным спалучэнні карт, сцвярджае Відаль, можа скласціся поўная карціна.
Паколькі даследчыкі выбудоўваюць канкрэтны інтэрактом, асобныя вавёркі ўнутры яго, чые функцыі невядомыя, могуць быць змешчаны ў біялагічны кантэкст, абапіраючыся на тое, што вядома пра функцыянаванне іх суседзяў, кажа Эд Хатлін з Гарвардскай медыцынскай школы.
Навуковец паразмаўляў з спецыялістамі-інтэрактамамі, каб даведацца больш пра тры агульныя методыкі адлюстравання бялковых узаемадзеянняў у вялікім маштабе.
Прамыя ўзаемадзеяння
ТЭХНІКА: Дрожджы з двума гібрыдамі-рэпарцёрам у спалучэнні з паслядоўнасцю наступнага пакалення (CrY2H-паслядоўнасць) Працуючы ў лабараторыі Джозэфа Экера ў Інстытуце біялагічных даследаванняў Salk у якасці аспіранта, Трыгг хацеў зрабіць эканамічны і тэхнічны просты аналіз для скрынінга вялікая колькасць узаемадзеянняў сярод раслінных бялкоў. Яна і яе калегі звярнуліся да двухгібрыднага аналізу дрожджаў (Y2H), які быў выкарыстаны для стварэння маштабных карт для інтэрактамаў для клетак раслін, чалавека, дрожджаў і бактэрый. Гэты аналіз прадугледжвае экспрэсію двух бялкоў у генетычна мадыфікаваных дрожджах, якія растуць толькі ў тым выпадку, калі два бялку непасрэдна ўзаемадзейнічаюць.
Вось як гэта працуе: Даследчыкі распрацоўваюць розныя штамы дрожджаў, якія нясуць плазміды, якія кадуюць пэўныя выпрабавальныя вавёркі. Затым яны спарваюцца пары штамаў, так што дадзеная клетка дрожджаў зробіць два ўведзеныя бялкі. Калі два вавёркі ўзаемадзейнічаюць унутры клеткі, яны актывуюць ген для атрымання пажыўнага рэчыва, якое адсутнічае ў культуры дражджаў. Якія растуць клеткі сігналізуюць аб узаемадзеянні, і паслядоўнасць генетычных інструкцый плазмід у гэтых клетках дазваляе выявіць, якія два вавёркі паведамлялі.
У 2011 годзе кансорцыум даследчыкаў выкарыстаў гэтую методыку для апрацоўкі інтэрактама Arabidopsis, які складаецца з бялкоў, закадаваных прыблізна 8000 генамі. Каб паскорыць культуру клетак і скрынінг, яны спарвалі клеткі дрожджаў у 96-лункавых пласцінах, пры гэтым кожная лунка правярала ўзаемадзеянне паміж адным бялком і калекцыяй 192 іншых. Даследчыкі выявілі тысячы парных узаемадзеянняў сярод 2700 бялкоў.
ШЕЛЫ Трыг, універсітэт Вашынгтона
У 2017 годзе Трыгг і яе калегі павялічылі праверку яшчэ больш, змешваючы ўсе інжынерныя дражджавыя клеткі ў той жа культуры ў самым пачатку аналізу. Каб лёгка вызначыць узаемадзеянне бялкоў у растучых клетках, яна пераабсталявала дрожджы так, што ўзаемадзейнічаючы вавёркі прымусілі клеткі вырабляць фермент пад назвай Cre rekombinaна, які пастаянна далучыўся да ДНК, якая кадуе ўведзеныя вавёркі ў адну паслядоўнасць.
ЗАКЛІКІ: Даследчыкі правялі 3,6 мільёна унікальных бінарных узаемадзеянняў і вызначылі сеткі з 8 577 узаемадзеянняў сярод 1,453 фактараў транскрыпцыі. Увогуле, аналізы Y2H патрабуюць паўтарыць эксперыменты, каб выключыць ілжывыя станоўчыя вынікі, выпрацаваныя дзівацтвамі генетыкі дрожджаў. "Гэты метад дазваляе рабіць рэплікі ў маштабе, які раней не быў магчымы", - кажа Трыгг.
Сістэматычныя экраны
Хатлін і яго калегі працуюць над сістэматычным адлюстраваннем узаемадзеянняў паміж 20 000 і больш магчымымі вавёркамі ў тыповай чалавечай клетцы. Даследчыкі распрацавалі метад высокай прапускной здольнасці ідэнтыфікацыі бялковых узаемадзеянняў з выкарыстаннем методыкі пад назвай аффинно-ачышчальная мас-спектраметрыя. Яны імкнуліся прасачыць узаемадзеянне з прыблізна 500 розных бялкоў кожны месяц, і іх карта інтэрактомаў цяпер вырасла, каб уключыць вавёркі прыблізна паловы генаў у тыповай чалавечай клетцы, кажа Хатлін.
СІСТЭМА БУДЫ: Бялкі з клетак HeLa, якія мігруюць падчас храматаграфіі, могуць быць адлюстраваны, каб паказаць, якія функцыі бялку, як і прадказваецца генетычным кодам гэтага бялку, звычайна ўзаемадзейнічаюць.
Калі вам, сябры, спадабалася, буду рады, калі вы націснеце «падпісацца»! Акрамя таго, не забывайце пра свае каралеўскія падобныя і шчырыя каментарыі пад гэтым артыкулам. Дзякуй за ўвагу!