मस्तिष्क कोशिकाओं को बनाने के लिए सैकड़ों जीन नियामक रूपांकनों का सहयोग और संघर्ष होता है

मस्तिष्क कोशिकाओं को बनाने के लिए सैकड़ों जीन नियामक रूपांकनों का सहयोग और संघर्ष होता है

प्रयोगात्मक डिजाइन। क्षेत्रों और गड़बड़ी साइटों का चयन करने के लिए एक कम्प्यूटेशनल ढांचा। b परख क्षेत्रों (बाएं) में आकृति उदाहरणों का हीटमैप; प्रत्येक क्षेत्र में विकृत रूपांकनों की संख्या का वितरण (ऊपरी दाएं); प्रत्येक आकृति (नीचे दाएं) को आश्रय देने वाले क्षेत्रों की संख्या का वितरण। सी पुस्तकालय डिजाइन; चयनित क्षेत्रों को उनके जंगली-प्रकार (डब्ल्यूटी) रूप में शामिल किया गया था, चयनित रूपांकनों को व्यक्तिगत रूप से तीन गड़बड़ी विधियों (पीईआरटी सिंगल) के साथ-साथ चयनित मामलों में अन्य गड़बड़ी के संयोजन में (अनुमानित रूपांकन साइट में अनुक्रम को बदलकर) परेशान किया गया था। PERT डबल)। रैंडम साइटों को खराब कर दिया गया था (रैंड) और पूरे डब्ल्यूटी अनुक्रम को प्रत्येक डब्ल्यूटी अनुक्रम के लिए नकारात्मक नियंत्रण (एससीआरएएम) के रूप में तैयार किया गया था। d डिज़ाइन किए गए अनुक्रमों को संश्लेषित और lentiMPRA वेक्टर में क्लोन किया गया और 15-bp बारकोड के साथ जोड़ा गया। एंटीरेप्रेसर तत्व हैं, ई.पू. बारकोड। रिपोर्टर, ईजीएफपी एन्हांस्ड ग्रीन फ्लोरोसेंट प्रोटीन, एलटीआर लॉन्ग टर्मिनल रिपीट, एमपी मिनिमल प्रमोटर, डब्ल्यूपीआरई वुडचुक हेपेटाइटिस वायरस पोस्टट्रांसक्रिप्शनल रेगुलेटरी एलिमेंट। e lentiMPRA पुस्तकालयों को hESCs में संक्रमित किया गया था और 3 दिनों के बाद, हमने दोहरे-SMAD निषेध के माध्यम से तंत्रिका भेदभाव को प्रेरित किया और सात समय बिंदुओं (0, 3, 6, 12, 24, 48, और 72 h) पर DNA और RNA प्राप्त किया। f बारकोड और डिज़ाइन किए गए अनुक्रमों के बीच संबंध, और डीएनए और आरएनए अनुक्रमण में देखे गए बारकोड की संख्या MPRAflow का उपयोग करके निर्धारित की गई थी। समय के साथ मूल भाव नियामक प्रभाव को निर्धारित करने के लिए WT और PERT गतिविधि के बीच अंतर विश्लेषण का मूल्यांकन MPRAnalyze का उपयोग करके किया गया था। स्रोत डेटा स्रोत डेटा फ़ाइल के रूप में प्रदान किया जाता है। श्रेय: प्रकृति संचार (2022)। डीओआई: 10.1038 / s41467-022-28659-0

डीएनए को हमारे मानव शरीर का ब्लूप्रिंट माना जाता है। यह उन हजारों जीनों के लिए कोड करता है जो यह निर्धारित करते हैं कि कोई कोशिका मस्तिष्क कोशिका, हृदय कोशिका या कैंसर कोशिका में बदल जाती है या नहीं। अन्य डीएनए अनुक्रम, जिन्हें एन्हांसर के रूप में जाना जाता है, यह निर्धारित करते हैं कि क्या जीन सक्रिय या निष्क्रिय हैं। में देखे गए एक नए अध्ययन में प्रकृति संचारएएसएचबीआई एसोसिएट प्रोफेसर फुमिताका इनौ और संयुक्त राज्य अमेरिका में सहयोगियों ने “बड़े पैमाने पर समानांतर रिपोर्टर गड़बड़ी परख” की रिपोर्ट की, यह अध्ययन करने के लिए कि मस्तिष्क कोशिकाओं की पीढ़ी के दौरान समय के साथ एन्हांसर कैसे ठीक होते हैं।

एन्हांसर्स यह निर्धारित करते हैं कि जीन कब, कहाँ और किस हद तक चालू है। एन्हांसर स्वयं प्रतिलेखन कारकों द्वारा नियंत्रित होते हैं, जो एन्हांसर अनुक्रम में नियामक रूपांकनों को लक्षित करते हैं। इस प्रकार, सेल के भाग्य और व्यवहार को निर्धारित करने वाले जीन को बढ़ाने या दबाने के लिए एन्हांसर और ट्रांसक्रिप्शन कारकों के बीच बातचीत महत्वपूर्ण है।

“एन्हांसर्स का जीन अभिव्यक्ति पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है और इस प्रकार यह निर्धारित करता है कि कोशिकाएं विभिन्न अंगों में विकसित होंगी या नहीं। उनके परिणामों के बावजूद, हम अपेक्षाकृत कम समझते हैं कि एन्हांसर कैसे कार्य करते हैं,” इनौ बताते हैं।

एन्हांसर्स का अध्ययन करने के लिए कई जैव रासायनिक परख उपलब्ध हैं, लेकिन बड़े पैमाने पर समानांतर रिपोर्टर एसेज़ (एमपीआरए) एक समय में हजारों एन्हांसर्स के मात्रात्मक विश्लेषण की अनुमति देते हैं।

“MPRAs एन्हांसर्स और ट्रांसक्रिप्शन कारकों के बीच परस्पर क्रिया का अध्ययन करने के लिए उपयोगी हैं। assays से और भी अधिक जानकारी निकालने के लिए, हमने नियामक रूपांकनों में गड़बड़ी शुरू करने के लिए assays को संशोधित किया जहां ट्रांसक्रिप्शन कारक बांधते हैं,” Inoue जारी है।

ये गड़बड़ी हजारों एन्हांसर अनुक्रमों में कई नियामक रूपांकनों में पेश की गई थी। एमपीआरए को तब एन्हांसर गतिविधि पर गड़बड़ी के प्रभावों का अध्ययन करने के लिए लागू किया गया था और इस प्रकार व्यवस्थित रूप से पहचान की जाती है कि जीन सक्रियण या निष्क्रियता के लिए कौन से नियामक रूपांकनों महत्वपूर्ण हैं।

उनके बड़े पैमाने पर समानांतर रिपोर्टर गड़बड़ी परख को मान्य करने के लिए, टीम ने इसे मानव भ्रूण स्टेम कोशिकाओं के तंत्रिका कोशिकाओं में भेदभाव के लिए लागू किया। उन्होंने 598 नियामक रूपांकनों को पाया जो या तो बढ़ाया या ट्रांसक्रिप्शन को कम कर दिया।

“हमने इन रूपांकनों को चार समूहों में तोड़ दिया। आवश्यक और योगदान करने वाले रूपांकनों की या तो आवश्यकता थी या सक्रियण में योगदान दिया। इसी तरह, मौन और अवरोधक रूपांकनों की आवश्यकता थी या प्रतिलेखन को कम करने में योगदान दिया,” इनौ कहते हैं।

आगे की जांच से पता चला है कि जिन जीनों को बढ़ाया या कम किया गया है, उनमें से कई तंत्रिका भेदभाव या स्टेम सेल प्लुरिपोटेंसी को बढ़ावा देने में शामिल हैं। इसके अलावा, परख ने स्पष्ट किया कि ज्यादातर मामलों में नियामक रूपांकनों ने निर्धारित किया कि क्या प्रतिलेखन बढ़ाया गया था या भीग गया था, लेकिन गड़बड़ी के समय ने प्रभाव की भयावहता को निर्धारित किया। कुल मिलाकर, इनौए कहते हैं, निष्कर्ष नियामक अनुक्रमों के एक जटिल नेटवर्क को प्रदर्शित करते हैं जो तंत्रिका भेदभाव को प्राप्त करने के लिए एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं।

उन्होंने कहा, “परख की सबसे बड़ी उपलब्धि उन अनुक्रमों की संख्या है जिनका हम विश्लेषण कर सकते हैं और जो गड़बड़ी हम लागू कर सकते हैं। नतीजतन, हमने कई मॉडलों की जटिलता का प्रदर्शन किया कि कैसे ट्रांसक्रिप्शन कारक जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं।”


एक प्रतिलेखन कारक कोड को स्केच करना – बाध्यकारी पैटर्न कारकों की जीन अभिव्यक्ति भूमिकाओं को दर्शाता है


अधिक जानकारी:
अनात क्रेमर एट अल, व्यापक रूप से समानांतर रिपोर्टर गड़बड़ी परख तंत्रिका भेदभाव के दौरान अस्थायी नियामक वास्तुकला को उजागर करती है, प्रकृति संचार (2022)। डीओआई: 10.1038 / s41467-022-28659-0

क्योटो विश्वविद्यालय द्वारा प्रदान किया गया

उद्धरण: सैकड़ों जीन नियामक रूपांकनों ने मस्तिष्क कोशिकाओं को बनाने के लिए सहयोग और संघर्ष (2022, 25 मार्च) को 27 मार्च 2022 को https://phys.org/news/2022-03-hundreds-gene-regulatory-motifs-cooperate.html से प्राप्त किया।

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