Məlumat

17.5: Genomika və Proteomika - Biologiya

17.5: Genomika və Proteomika - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

İnkişaf etmək üçün Bacarıqlar

  • Sistem biologiyasını izah edin
  • Proteomu təsvir edin
  • Protein imzasını təyin edin

Zülallar, gen tərəfindən kodlanan funksiyanı yerinə yetirməyə kömək edən genlərin son məhsullarıdır. Bütün fermentlər (ribozimlərdən başqa) reaksiyaların sürətinə təsir edən katalizator rolunu oynayan zülallardır. Zülallar da tənzimləyici molekullardır, bəziləri isə hormonlardır. Hemoqlobin kimi nəqliyyat zülalları oksigenin müxtəlif orqanlara daşınmasına kömək edir. Xarici hissəciklərə qarşı müdafiə edən antikorlar da zülallardır. Xəstəlik halında, zülal funksiyası genetik səviyyədə dəyişikliklər və ya müəyyən bir proteinə birbaşa təsir səbəbindən pozula bilər.

Proteom bir hüceyrə növü tərəfindən istehsal olunan zülalların bütün dəstidir. Proteomlar genomların biliklərindən istifadə edərək öyrənilə bilər, çünki genlər mRNA-ları, mRNA-lar isə zülalları kodlayır. mRNT analizi düzgün istiqamətdə bir addım olsa da, bütün mRNA-lar zülallara çevrilmir. Proteomların funksiyasının öyrənilməsinə proteomika deyilir. Proteomika genomikanı tamamlayır və elm adamları genlərə əsaslanan fərziyyələrini sınamaq istədikdə faydalıdır. Çoxhüceyrəli orqanizmin bütün hüceyrələrinin eyni gen dəstinə malik olmasına baxmayaraq, müxtəlif toxumalarda əmələ gələn zülallar dəsti fərqlidir və gen ifadəsindən asılıdır. Beləliklə, genom sabitdir, lakin proteom bir orqanizm daxilində dəyişir və dinamikdir. Bundan əlavə, RNT-lər növbə ilə birləşdirilə bilər (yeni birləşmələr və yeni zülallar yaratmaq üçün kəsilmiş və yapışdırılmışdır) və bir çox zülal proteolitik parçalanma, fosforlaşma, qlikozilləşmə və ubiquitinasiya kimi proseslərlə tərcümədən sonra dəyişdirilir. Proteomların öyrənilməsini çətinləşdirən zülal-zülal qarşılıqlı təsirləri də mövcuddur. Genom bir plan təqdim etsə də, son arxitektura proteomu yaradan hadisələrin gedişatını dəyişə bilən bir neçə amildən asılıdır.

Metabolomika genomika və proteomika ilə bağlıdır. Metabolomika orqanizmdə olan kiçik molekullu metabolitlərin öyrənilməsini əhatə edir. Metabolom orqanizmin genetik quruluşu ilə əlaqəli metabolitlərin tam dəstidir. Metabolomika genetik quruluş və fiziki xüsusiyyətləri, həmçinin genetik quruluş və ətraf mühit faktorlarını müqayisə etmək imkanı verir. Metabolom tədqiqatının məqsədi canlı orqanizmlərin toxumalarında və mayelərində olan bütün metabolitləri müəyyən etmək, kəmiyyətini müəyyənləşdirmək və kataloqlaşdırmaqdır.

Protein Analizində Əsas Texnikalar

Proteomikanın son məqsədi müəyyən şərtlər altında müəyyən bir genomdan ifadə edilən zülalları müəyyən etmək və ya müqayisə etmək, zülallar arasında qarşılıqlı əlaqəni öyrənmək və məlumatdan hüceyrə davranışını proqnozlaşdırmaq və ya dərman hədəflərini inkişaf etdirmək üçün istifadə etməkdir. Genom DNT ardıcıllığının əsas texnikası ilə təhlil edildiyi kimi, proteomika da zülal analizi üçün texnika tələb edir. DNT ardıcıllığına analoji zülal analizi üçün əsas texnika kütlə spektrometriyasıdır. Kütləvi spektrometriya bir molekulun xüsusiyyətlərini müəyyən etmək və təyin etmək üçün istifadə olunur. Spektrometriyada irəliləyişlər tədqiqatçılara çox kiçik zülal nümunələrini təhlil etməyə imkan verdi. Məsələn, rentgen kristalloqrafiyası elm adamlarına atom rezolyusiyasında zülal kristalının üçölçülü strukturunu təyin etməyə imkan verir. Başqa bir zülal görüntüləmə texnikası nüvə maqnit rezonansı (NMR), sulu məhluldakı zülalların üçölçülü quruluşunu təyin etmək üçün atomların maqnit xüsusiyyətlərindən istifadə edir. Zülallar arasındakı qarşılıqlı əlaqəni öyrənmək üçün zülal mikroarrayları da istifadə edilmişdir. Əsas iki hibrid ekranın geniş miqyaslı uyğunlaşdırılması (Şəkil (PageIndex{1})) zülal mikroarrayları üçün əsas yaratmışdır. Kompüter proqram təminatı proteomik analiz üçün yaradılan çoxlu məlumatların təhlili üçün istifadə olunur.

Genomik və proteomik miqyaslı analizlər sistem biologiyasının bir hissəsidir. Sistem biologiyası sistem daxilində qarşılıqlı təsirlərə əsaslanan bütöv bioloji sistemlərin (genomlar və proteomlar) öyrənilməsidir. Avropa Bioinformatika İnstitutu və İnsan Proteom Təşkilatı (HUPO) sistem biologiyası məlumatlarının böyük yığınını çeşidləmək üçün effektiv alətlər hazırlayır və yaradır. Zülallar genlərin birbaşa məhsulları olduğundan və genomik səviyyədə aktivliyi əks etdirdiyindən, xəstəlik proseslərində iştirak edən zülalları və genləri müəyyən etmək üçün müxtəlif hüceyrələrin zülal profillərini müqayisə etmək üçün proteomlardan istifadə etmək təbiidir. Əksər farmasevtik dərman sınaqları zülalları hədəf alır. Proteomikadan əldə edilən məlumatlar yeni dərmanları müəyyən etmək və onların təsir mexanizmlərini anlamaq üçün istifadə olunur.

Proteomik analizlər üçün istifadə edilən üsulların çətinliyi az miqdarda zülalların aşkar edilməsində çətinlikdir. Kütləvi spektrometriya kiçik miqdarda zülalları aşkar etmək üçün yaxşı olsa da, xəstə vəziyyətlərdə zülal ifadəsindəki dəyişiklikləri ayırd etmək çətin ola bilər. Zülallar təbii olaraq qeyri-sabit molekullardır, bu da proteomik analizi genomik analizdən qat-qat çətinləşdirir.

Xərçəng Proteomikası

Xəstəliyin genetik əsasını anlamaq üçün xüsusi xəstəliklərdən əziyyət çəkən xəstələrin genomları və proteomları öyrənilir. Proteomik yanaşmalarla öyrənilən ən görkəmli xəstəlik xərçəngdir. Xərçəngin skrininqini və erkən aşkarlanmasını təkmilləşdirmək üçün proteomik yanaşmalar istifadə olunur; bu, ifadəsi xəstəlik prosesindən təsirlənən zülalları müəyyən etməklə əldə edilir. Fərdi zülal biomarker adlanır, ifadə səviyyələri dəyişdirilmiş zülallar dəsti isə zülal imzası adlanır. Bir biomarker və ya zülal imzasının xərçəngin erkən skrininqinə və aşkarlanmasına namizəd kimi faydalı olması üçün o, tər, qan və ya sidik kimi bədən mayelərində ifraz edilməlidir ki, geniş miqyaslı müayinələr qeyri -invaziv moda. Xərçəngin erkən aşkarlanması üçün biomarkerlərdən istifadə ilə bağlı mövcud problem yalan-mənfi nəticələrin yüksək olmasıdır. Yanlış mənfi, müsbət olması lazım olan səhv bir test nəticəsidir. Başqa sözlə, bir çox xərçəng halları aşkar edilmir, bu da biomarkerləri etibarsız edir. Xərçəngin aşkarlanmasında istifadə edilən protein biomarkerlərinin bəzi nümunələri yumurtalıq xərçəngi üçün CA-125 və prostat xərçəngi üçün PSA-dır. Protein imzaları xərçəng hüceyrələrini aşkar etmək üçün biomarkerlərdən daha etibarlı ola bilər. Proteomika fərdi müalicə planlarını hazırlamaq üçün də istifadə olunur ki, bu da bir insanın spesifik dərmanlara reaksiya verib-verməyəcəyini və fərdin qarşılaşa biləcəyi yan təsirlərin proqnozlaşdırılmasını nəzərdə tutur. Proteomika xəstəliyin təkrarlanma ehtimalını proqnozlaşdırmaq üçün də istifadə olunur.

Milli Xərçəng İnstitutu xərçəngin aşkarlanması və müalicəsini təkmilləşdirmək üçün proqramlar hazırlayıb. Xərçəng üçün Klinik Proteomik Texnologiyalar və Erkən Aşkarlama Tədqiqat Şəbəkəsi müxtəlif xərçəng növlərinə xas olan zülal imzalarını müəyyən etmək səyləridir. Biotibbi Proteomika Proqramı zülal imzalarını müəyyən etmək və xərçəng xəstələri üçün effektiv müalicələr hazırlamaq üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Xülasə

Proteomika müəyyən ətraf mühit şəraitində müəyyən bir hüceyrə növü tərəfindən ifadə edilən bütün zülal dəstinin öyrənilməsidir. Çoxhüceyrəli orqanizmdə müxtəlif hüceyrə tiplərində fərqli proteomlar olacaq və bunlar ətraf mühitdəki dəyişikliklərlə dəyişəcək. Bir genomdan fərqli olaraq, proteom dinamikdir və daimi axındadır, bu da onu həm daha mürəkkəb, həm də tək genomlar haqqında bilikdən daha faydalı edir.

Proteomik yanaşmalar zülal analizinə əsaslanır; bu texnikalar daim yenilənir. Proteomika müxtəlif xərçəng növlərini öyrənmək üçün istifadə edilmişdir. Hər bir xərçəng növünü təhlil etmək üçün müxtəlif biomarkerlər və zülal imzaları istifadə olunur. Gələcək məqsəd hər bir fərd üçün fərdi müalicə planının olmasıdır.

Lüğət

biomarker
xəstə bir vəziyyətdə unikal şəkildə istehsal olunan fərdi protein
yalan mənfi
müsbət olmalı olan səhv test nəticəsi
metabolom
orqanizmin genetik quruluşu ilə əlaqəli metabolitlərin tam dəsti
metabolizma
orqanizmdə tapılan kiçik molekullu metabolitlərin öyrənilməsi
protein imzası
xəstə vəziyyətdə unikal ifadə olunan zülallar dəsti
proteom
bir hüceyrə növü tərəfindən istehsal olunan zülalların bütün dəsti
proteomika
proteomların funksiyasının öyrənilməsi
sistem biologiyası
sistem daxilində qarşılıqlı təsirlərə əsaslanan bütün bioloji sistemlərin (genomlar və proteomlar) öyrənilməsi

17 Biotexnologiya və Genomika

Biotexnologiyanın ən böyük nailiyyətlərindən bəziləri tibb və tibbi tədqiqat sahələrindədir. Məsələn, əskik və ya anormal bağırsaq toxumasına görə bağırsaq çatışmazlığı vaxtından əvvəl doğulmuş körpələrdə tez-tez rast gəlinən problemdir. Bağırsaq problemləri, Crohn xəstəliyi, xərçəng və tıxanma kimi səbəblərdən nazik bağırsaqlarının hissələrini çıxarmış insanlar üçün də yaygındır. Bağırsaq çatışmazlığından yaranan ağırlaşmalara qaraciyər xəstəliyi, bakteriyaların çoxalması, susuzlaşdırma və qidalanma daxil ola bilər.

Elm adamları bu yaxınlarda siçanların köməyi ilə insan hüceyrələrindən insan bağırsaqlarını hazırlamaq üçün bir üsul hazırladılar. Sağlam siçan və insan bağırsaq hüceyrələrinin qarışığından istifadə edərək və immuniteti zəif olan siçanların qarın boşluğunda iskeleyə yerləşdirməklə, funksional insan bağırsaq hüceyrələri dörd həftə ərzində böyüyür. Bu, bağırsaq çatışmazlığından əziyyət çəkən xəstələrə kömək etmək üçün lazım olan irəliləyiş ola bilər. Bu maraqlı araşdırma haqqında daha ətraflı məlumatı burada tapa bilərsiniz.

  • Siz buradasınız:  
  • Ev
  • çətir
  • Dərsliklər
  • Bio581
  • Fəsil 11 Meyoz və cinsi çoxalma
  • 11.1 Meioz prosesi

Bu mətn AP Kursları üçün Openstax Biologiyasına əsaslanır, Böyük Əməyi olan Müəlliflər Julianne Zedalis, La Jolla, CA-dakı Yepiskop Məktəbi, John Eggebrecht, Cornell Universitetinin töhfə verən müəllifləri Yael Avissar, Rhode Island College, Jung Choi, Corciya Texnologiya İnstitutu, Jean DeSaix , Şimali Karolina Universiteti Chapel Hill, Vladimir Jurukovski, Suffolk County Community College, Connie Rye, East Mississippi Community College, Robert Wise, Wisconsin University, Oshkosh

Bu iş heç bir əlavə məhdudiyyət olmadan Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License ilə lisenziyalaşdırılıb.


17.5: Genomika və Proteomika - Biologiya

MDPI tərəfindən nəşr olunan bütün məqalələr açıq giriş lisenziyası altında dərhal bütün dünyada mövcuddur. MDPI tərəfindən dərc edilmiş məqalənin, o cümlədən rəqəmlər və cədvəllər də daxil olmaqla, hamısının və ya bir hissəsinin təkrar istifadəsi üçün xüsusi icazə tələb olunmur. Açıq giriş Creative Common CC BY lisenziyası altında dərc olunan məqalələr üçün məqalənin hər hansı bir hissəsi orijinal məqaləyə aydın şəkildə istinad etmək şərti ilə icazəsiz təkrar istifadə edilə bilər.

Feature Papers sahədə yüksək təsir üçün əhəmiyyətli potensiala malik ən qabaqcıl tədqiqatları təmsil edir. Bədii məqalələr elmi redaktorlar tərəfindən fərdi dəvət və ya tövsiyə əsasında təqdim olunur və dərc edilməzdən əvvəl ekspert rəyindən keçir.

Bədii məqalə ya orijinal tədqiqat məqaləsi, tez-tez bir neçə texnika və ya yanaşmanı özündə cəmləşdirən əsaslı yeni tədqiqat işi, ya da elmi sahədə ən maraqlı nailiyyətləri sistematik şəkildə nəzərdən keçirən sahədəki ən son irəliləyişlərə dair qısa və dəqiq yenilikləri olan hərtərəfli icmal sənədi ola bilər. ədəbiyyat. Bu tip kağız tədqiqatın gələcək istiqamətləri və ya mümkün tətbiqlər haqqında dünyagörüşünü təqdim edir.

Redaktorun Seçimi məqalələri dünyanın hər yerindən MDPI jurnallarının elmi redaktorlarının tövsiyələrinə əsaslanır. Redaktorlar jurnalda bu yaxınlarda dərc edilmiş az sayda məqaləni seçirlər ki, onlar müəlliflər üçün xüsusilə maraqlı və ya bu sahədə vacib olacaq. Məqsəd jurnalın müxtəlif tədqiqat sahələrində dərc edilmiş ən maraqlı işlərdən bəzilərinin şəklini təqdim etməkdir.


Fəaliyyətdə olan konsepsiya


İnsanda Onlayn Mendel İrsi (OMIM) insan genləri və genetik pozğunluqların axtarıla bilən onlayn kataloqudur. Bu veb-sayt genom xəritəsini göstərir, həmçinin hər bir əlamət və pozğunluğun tarixini və tədqiqatını təfərrüatlandırır. Xüsusiyyətləri (məsələn, əllilik) və genetik xəstəlikləri (məsələn, şəkərli diabet) axtarmaq üçün linkə klikləyin.


Vivax Malyariya: Baxış

İnsanlarda malyariya infeksiyaları beş fərqli səbəb ola bilər Plazmodium növlər. P. falciparum ən ağır klinik nəticələrə səbəb olan ən ölümcül parazit hesab edilir, halbuki P. vivax sıx məskunlaşan bölgələrdə coğrafi cəhətdən ən çox yayılmışdır və beləliklə, xəstəliyin səbəb olduğu sosial-iqtisadi yükü vurğulayır (Gething et al., 2012 ÜST, 2015). Bu yaxınlarda vivax malyariya əvvəllər malyariyadan azad hesab edilən bölgələrdə yenidən ortaya çıxdı (Severini et al., 2004 Kim et al., 2009 Bitoh et al., 2011). Dünyada təxminən 2,85 milyard insanın yoluxma riski altında olduğu təxmin edilir P. vivax (Price et al., 2007 Guerra et al., 2010 Battle et al., 2012 Gething et al., 2012). enişinin ardından P. falciparum infeksiyalar, P. vivax hal-hazırda bir neçə endemik bölgədə dominant malyariya növüdür (Coura et al., 2006 Gething et al., 2012 Hussain et al., 2013 WHO, 2015), burada hesabatlar xüsusilə gənc uşaqlarda daha çox rast gəlindiyini göstərir (Marsh et al. , 1995 Williams və başqaları, 1997 Price et al., 2007 Genton et al., 2008 Tjitra et al., 2008). Adətən əlaqəli olan bir neçə klinik ağırlaşma P. falciparum vivax malyariya üçün infeksiyalar bildirilmişdir (Kochar et al., 2005, 2009a Hutchinson and Lindsay, 2006 Baird, 2007 Barcus et al., 2007 Alexandre et al., 2010 Rahimi et al., 2014). Ən çox müşahidə edilənlərə anemiya (Haldar və Mohandas, 2009 Quintero et al., 2011), hemolitik, laxtalanma pozğunluqları, sarılıq (Sharma et al., 1993 Erhart et al., 2004 Lacerda et al., 2004 Saharan et al., 2009) daxildir. ) və kəskin tənəffüs çətinliyi sindromu (Anstey və digərləri, 2002, 2007 Suratt və Parsons, 2006 Tan və digərləri, 2008 Lacerda et al., 2012b Lanca və digərləri, 2012), ardınca nefropatologiya (Chung et al., 2208, ), porfiriya (Kochar və digərləri, 2009b), rabdomiyoliz (Siqueira və digərləri, 2010), dalaq yırtığı (de Lacerda et al., 2007 Gupta, 2010) və serebral malyariya (Lampah et al., 2011 Tanwar et al. ., 2011). Hamiləlik dövründə kortəbii abortlara, vaxtından əvvəl və az çəkili yeni doğulmuşlara səbəb olan Vivax malyariya (McGready et al., 2004 Poespoprodjo et al., 2008) başqa bir əsas sağlamlıq problemidir və bu xəstəliklə bağlı əvvəlcədən müəyyən edilmiş fikirlərə etiraz edir. P. vivax �nign” parazit kimi (Mendis və digərləri, 2001 Baird, 2007 Anstey və digərləri, 2009 Mueller və digərləri, 2009 Gething və digərləri, 2012 Naing et al., 2014).

Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatının (ÜST) təlimatlarına görə (ÜST, 2015), birinci sıra P. vivax kemoterapi xlorokin (CQ) plus primaquindir (PQ), gizli parazit formasını hədəf alan yeganə təsdiqlənmiş dərmandır (Beutler et al., 2007). Dərmanlara davamlılıq halları olan yüksək ötürülmə sahələrində artemisinin əsaslı kombinasiya müalicəsi (ACT) tövsiyə olunur (ÜST, 2010). Malyariya əleyhinə dərmanlara qarşı müqavimətin daimi artması və yayılması böyük narahatlıq doğurur (Baird, 2004 de Santana Filho və s., 2007 Suwanarusk et al., 2007 Poespoprodjo et al., 2008 Russell et al., 2008 Tjitra et al., 2008 Price et al., 2009, 2014).

P. vivax fərqli bir təkamül yolu var idi P. falciparum, ilə daha sıx əlaqəlidir P. cinomolgi, Asiya makaka meymunlarını yoluxduran bir bacı takson (Duval et al., 2010 Liu et al., 2014 Luo et al., 2015). Yəqin ki, belə unikal təkamül yolunun nəticəsidir. P. vivax onu fərqləndirən unikal bioloji xüsusiyyətləri göstərir (Baird, 2007 Mueller et al., 2009 Gething et al., 2012). P. falciparum (Şəkil 1):

(1) Retikulositlərin (RTs) zəbt edilməsinə üstünlük verilməsi (Field and Shute, 1956), onların deformasiya qabiliyyətini, ölçüsünü, kövrəkliyini və keçiriciliyini artırmaq (Kitchen, 1938 Suwanarusk et al., 2004 Handayani et al., 2009 Desai, 2014) icazə verin P. vivax ev sahibi immun sistemindən yayınmaq (del Portillo et al., 2004 Suwanarusk et al., 2004 Handayani və s., 2009) və xarakterik aşağı biokütlə parazitemiyasını saxlamaq (Mueller et al., 2009).

(2) Ağcaqanadlara müvəffəqiyyətlə ötürülməni təşviq etmək üçün bir rezervuar rolunu oynaya bilən klinik simptomlar başlamazdan əvvəl periferik qan dövranında görünən xarakterik sferik forma ilə infeksiya zamanı cinsi mərhələlərin erkən istehsalı (Boyd və Mətbəx, 1937) (Boyd və Mətbəx, 1937 Bousema və Drakeley, 2011).

(3) Qaraciyərdə gizli vəziyyətdə qalan (Krotoski və s., 1982 Baird və digərləri, 2007) və reaktivasiya mexanizmləri hələ də məlum olmayan (Mueller və digərləri, 2009) hipnozoitlərin əmələ gəlməsi.

Şəkil 1. Plasmodium vivaxPlasmodium falciparum həyat dövrü müqayisəsi. (A) Anofel qan yemək infeksiyası: Malyariya infeksiyası qadınlarda bir dəfə baş verir Anofel spp. ağcaqanad aşılayır Plazmodium qidalanma zamanı insan sahibinin dərisinə sporozoitlər daxil olur (Kiszewski et al., 2004). Sporozoitlər nəhayət qan dövranına çatır. (B) Eritrositik mərhələdə infeksiya: Sporozoitlər damar sistemi vasitəsilə qaraciyərə daşınır, burada Kupffer və ya endotel hüceyrələri arasında miqrasiya edir və hepatositlərə daxil olur. Hepatosit aşkar edildikdə və 10-1312 gün ərzində hər ikisindən sporozoitlər Plazmodium növlər parazitofor vakuol membranı əmələ gətirir və şizontlara differensiasiya olunur. Şizoqoniya prosesi minlərlə mitotik replikasiyanı əhatə edir ki, bu da merosomlara yığılmış çoxlu sayda merozoitlərə səbəb olur və sonra qan dövranına buraxılır. P. vivax sporozoitlər həmçinin aktivləşdikdən sonra merozoitlərin damarlara buraxılması ilə şizoqoniyaya başlayan və nəticədə klinik residivlərə səbəb olan hipnozoitlər adlanan hərəkətsiz uzunmüddətli qaraciyər formalarına da fərqlənə bilər (Krotoski, 1985). (C) Aseksual eritrositik mərhələ: Bu 48 saatlıq mərhələdə, P. vivax merozoitlər retikulositlərin işğalına üstünlük verir, halbuki P. falciparum normositlərə nüfuz edir. İşğal edildikdən sonra parazit bu qan hüceyrələrində bir sıra dəyişiklikləri təşviq edir, onları genişləndirir və deformasiya edir (Suwanarusk və digərləri, 2004) və caveola-vezikül kimi komplekslərin (CVC) və sitoplazmik yarıq strukturlarının (Barnwell et al., 1990) meydana gəlməsini təşviq edir. , nəticədə qan dövranında aseksual şizoqoniya üçün uyğun mühit yaranır. Parazitlər tərəfindən istehsal edilən səth zülallarının növə xas dəsti xəstənin periferik qanında müşahidə edilən müxtəlif parazit mərhələlərinin nisbətinə təsir edir və vivax və ya falciparum malyariya xəstələri tərəfindən təqdim olunan müxtəlif pirojenik qabiliyyət, biokütlə və parazitemiya səviyyələri ilə əlaqələndirilməsi təklif olunur. . Qırmızı qan hüceyrəsi, qırmızı qan hüceyrəsi. (D) Eritrositdaxili gametositlərin inkişafı: Aseksual parazitlərin bir hissəsinin qametotsitogenezdən sonra yuvarlaq formalı cinsi mikro və makroqametositlərə çevrildiyi məlumdur. P. vivax ilə müqayisədə infeksiya P. falciparum (infeksiyadan 15 gün sonra) (Pelle et al., 2015), hər hansı bir klinik simptom aşkar edilməzdən əvvəl. (E) Ağcaqanad Mərhələsi: Qan dövranında dolaşan gametositlər sonrakı dövr tərəfindən alına bilər Anofel qan yemək və kişi və dişi yetkin gametlərin sərbəst buraxılması, mayalanma (ziqot) və ağcaqanadın orta bağırsaq epitelini keçən və daha sonra ookistlərə yetişən hərəkətli ookinetaların əmələ gəlməsi ilə cinsi dövrədə iştirak edir. Yeni aseksual sporoqonik replikativ varlıq olan oosista minlərlə sporozoit əmələ gətirir və buraxır. Bu sporozoitlər miqrasiya edir və ağcaqanad vektorunun tüpürcək vəzilərini işğal edir və sonra parazitin mürəkkəb həyat dövrünü tamamlayaraq yeni insan sahibinə ötürülə bilər (Mueller et al., 2009).

P. vivax Etibarlı və təkrarlana bilən tədqiqatın olmaması səbəbindən tədqiqat çox məhdudlaşdırılıb in vitro uzunmüddətli mədəniyyət sistemi (kulturing səyləri Udomsangpetch et al., 2008 Noulin et al., 2013 tərəfindən nəzərdən keçirilir). Bu məhdudiyyətlər həyata keçirilən funksional analizlərin həm kəmiyyətində, həm də keyfiyyətində əks olunur ex vivo qısamüddətli mədəniyyətlər (Noulin et al., 2013). Bundan əlavə, uyğunlaşdırılmış suşları ilə meymun əsaslı tədqiqatların alternativ istifadəsi P. vivax (Beeson və Crabb, 2007 Panichakul et al., 2007) heç də asan giriş deyil. Buna baxmayaraq, mövcud molekulyar vasitələr (Escalante et al., 2015-ci ildə nəzərdən keçirilmişdir) vivax malyariyasının yayılmasını və tezliyini, onun dinamikasını və ev sahibi və vektorlar arasında diferensial töhfələrini daha yaxşı qiymətləndirmək üçün dəyərli seçim kimi ortaya çıxır.


Bütün genom ardıcıllığı

Son illərdə tibb elmlərində əhəmiyyətli irəliləyişlər olsa da, həkimlər hələ də bir çox xəstəliklər qarşısında çaşqınlıq içərisindədirlər və tədqiqatçılar problemin dibinə varmaq üçün bütün genom ardıcıllığından istifadə edirlər. Bütün genom ardıcıllığı bütöv bir genomun DNT ardıcıllığını təyin edən bir prosesdir. Bütün genom ardıcıllığı, xəstəliyin əsasında genetik əsas olduqda problemin həllinə kobud güc yanaşmasıdır. İndi bir neçə laboratoriya bütün genomların ardıcıllığı, təhlili və şərhi üçün xidmətlər təqdim edir.

2010-cu ildə bağırsaqlarında çoxlu sirli absesi olan gənc oğlanı xilas etmək üçün bütün genom ardıcıllığından istifadə edildi. Uşaq bir neçə dəfə kolon əməliyyatı keçirdi, heç bir rahatlama olmadı. Nəhayət, bütün genom ardıcıllığı apoptozu (proqramlaşdırılmış hüceyrə ölümü) idarə edən yolda bir qüsur aşkar etdi. Bu genetik pozğunluğu aradan qaldırmaq üçün bir sümük iliyi transplantasiyası istifadə edildi və bu, oğlanın sağalmasına səbəb oldu. O, bütün genom ardıcıllığından istifadə edərək müvəffəqiyyətlə diaqnoz qoyulan ilk insan idi.

Viruslara, bakteriyaya və mayalara aid olanlar kimi ardıcıllaşdırılan ilk genomlar çoxhüceyrəli orqanizmlərin genomlarına nisbətən nukleotidlərin sayı baxımından daha kiçik idi. Digər model orqanizmlərin genomları, məsələn, siçan (Musculus), meyvə milçəyi (Drosophila melanogaster) və nematod (Caenorhabditis elegans) indi məlumdur. Çoxlu fundamental tədqiqatlar aparılır model orqanizmlər çünki məlumat digər orqanizmlərə tətbiq oluna bilər. Model orqanizm model orqanizm tərəfindən təmsil oluna bilən digər növlərdə bioloji prosesləri başa düşmək üçün model kimi öyrənilən növdür. Məsələn, meyvə milçəkləri insanlar kimi spirti metabolizə edə bilirlər, buna görə də insanlarda spirtə qarşı həssaslığın dəyişməsini anlamaq üçün meyvə milçəklərində spirtə qarşı həssaslığa təsir edən genlər öyrənilmişdir. Bütün genomların ardıcıllığı bu model orqanizmlərdə tədqiqat səylərinə kömək edir (Şəkil 10.12).

Şəkil 12: Siçan, Mus musculus meyvə milçəyi, Drosophila melanogaster nematodu Caenorhabditis elegans maya Saccharomyces cerevisiae və adi alaq otu Arabidopsis thaliana kimi model orqanizmlərlə çoxlu əsas tədqiqatlar aparılır. (kredit “mouse”: işin Florean Fortescue tərəfindən dəyişdirilməsi kredit “nematodes”: işin “snickclunk”/Flickr krediti “snickclunk”/Flickr tərəfindən dəyişdirilməsi”: işin dəyişdirilməsi, USDA Greggy-miqyaslı tərəfindən Matt Russell-dən bar məlumatları)

İlk insan genomu ardıcıllığı 2003-cü ildə nəşr edilmişdir. Ardıcıllıqla tərtib edilmiş bütün genomların sayı durmadan artır və indi yüzlərlə növ və minlərlə fərdi insan genomunu əhatə edir.


Ağciyər Xərçənginin Genomikası və Proteomikasına Baxış

Ağciyər xərçəngi ABŞ-da hər il təxminən 170.000 xərçəng ölümünün səbəbidir və xərçəngdən bütün ölümlərin təxminən 25% -ni təşkil edir. Ağciyər xərçəngi üçün 5 illik sağ qalma nisbəti diaqnoz qoyulduğu andan < 15% təşkil edir. Bu, əsasən diaqnozun gec mərhələsi və effektiv müalicə üsullarının olmaması ilə əlaqədardır ki, bu da ağciyər kanserogenezinin əsasını təşkil edən mexanizmlərin daha yaxşı başa düşülməsinə ehtiyacı əks etdirir. Tək bir genin, zülalın və ya yolun öyrənilməsindən fərqli olaraq, genomik və proteomik texnologiyalar bu xəstəlik haqqında anlayışımızı yaxşılaşdırmaq potensialını təmin edən sistematik icmalı təmin edir. Nəhayət, bu, ağciyər xərçəngi olan xəstələrin diaqnozunu, proqnozunu və klinik idarəsini yaxşılaşdıra bilər. Burada, biz ağciyər xərçəngi nümunələrində və müvafiq model sistemlərində gen və zülal ifadəsi profillərini yaradan araşdırmaları nəzərdən keçirir və bu texnologiyaların klinik tətbiqini asanlaşdırmaq üçün tövsiyələr veririk.

Ağciyər xərçəngi hər il ABŞ-da xərçəng ölümlərinin 30%-ni təşkil edir və kişi və qadınlarda ən çox diaqnoz qoyulan ikinci xərçəngdir (1). Kişilər arasında ağciyər xərçəngindən ölənlərin sayı prostat vəzi xərçəngindən ölənlərin sayını təxminən üç dəfə, qadınlarda isə ağciyər xərçəngindən ölənlərin sayı döş xərçəngindən ölənlərin sayından təxminən iki dəfə çoxdur. Ağciyər xərçəngi hallarının 80 faizi qeyri-kiçik hüceyrəli ağciyər xərçəngi (KHDAK), 20 faizi isə kiçik hüceyrəli ağciyər xərçəngidir (KHÇK). Alt tipindən asılı olmayaraq, ağciyər xərçəngi üçün 5 illik sağ qalma nisbəti 10-15% (1, 2) ilə bütün xərçənglər arasında ən aşağıdır. Ağciyər xərçənginin yarısından çoxuna gec mərhələdə diaqnoz qoyulsa da, sağalma ehtimalı az olduqda, I Mərhələ ağciyər xərçəngi diaqnozu qoyulmuş xəstələrin sağ qalması da təəccüblü dərəcədə aşağıdır (2). Beləliklə, pis proqnoza səbəb olan molekulyar dəyişiklikləri başa düşməyə və bu məlumatı diaqnoz və xəstənin idarə edilməsini təkmilləşdirmək üçün istifadə etməyə böyük ehtiyac var.

Genomika və proteomika müəyyən bir hüceyrə və ya toxuma tipində ifadə olunan genlərin və zülalların sürətli, tam və paralel təhlilinə imkan vermək üçün yaradılmışdır. Xərçəng kontekstində diferensial profilləşdirmə bir sıra xərçəng növlərinin genomik və/yaxud proteomik profilinin bir sıra normal toxumalardan və ya bir-birindən fərqləndiyini müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, gen və zülal ifadə profilləri sinif proqnozu və ya sinif kəşfi yolu ilə təsnifatı təkmilləşdirməklə və ya diaqnostik təsnifat hazırlamaq üçün məlumat təqdim etməklə ağciyər xərçənginin klinik idarəsini təkmilləşdirmək potensialına malikdir. Gen və zülal ifadə profilləri yeni molekulyar hədəfləri müəyyən edə və terapiyaya və ya proqnoza cavab verməyi proqnozlaşdıran profillərin identifikasiyası vasitəsilə xəstə baxımını yaxşılaşdıra bilər.

Son onillik gen və zülal ifadəsinin yüksək məhsuldarlıq analizi texnologiyalarının sürətli inkişafı ilə yadda qaldı. Microarray texnologiyası ilkin olaraq 1995-ci ildə Schena və həmkarları tərəfindən cDNA-ların təhlili üçün təsvir edilmişdir (3) və 1997-ci ildə oliqonukleotidlərin təhlilinə tətbiq edilmişdir (4, 5) (Şəkil 1)

Şəkil 1. Genomikanın və proteomikanın inkişafı və onların ağciyər xərçənginin təhlilinə tətbiqi. Mikroarray əsaslı genomik və kütləvi spektrometriyaya əsaslanan proteomik texnologiyaların inkişafındakı əsas irəliləyişlərin qrafiki aşağıda göstərilmişdir. sol. Bu texnologiyaların ağciyər xərçəngi nümunələrinin analizinə tətbiqi üzərində göstərilir sağ.

Bu icmalı təqdim edərkən, klinik ağciyər xərçəngi nümunələrinin təhlili üçün mikroarray və proteomik texnologiyaların tətbiqini təsvir edən ~ 40 məqalə dərc edilmişdir. Bu tədqiqatları geniş şəkildə aşağıdakı kimi təsnif etmək olar: (1) ağciyər şişlərinin diaqnostik təsnifatını təkmilləşdirə bilən kateqoriyaların və ya şiş alt qruplarının müəyyən edilməsi (2) təkmil diaqnostika və/yaxud terapiya üçün molekulyar hədəf kimi xidmət edə biləcək spesifik genlərin və ya zülalların müəyyən edilməsi və (3) gen ifadəsi profillərinin klinik nəticə ilə əlaqələndirilməsi.

Gen və ya zülal ifadə profillərinə əsasən NSCLC nümunələrini təsnif etmək üçün mikroarray analizindən istifadə edən tədqiqatlar Cədvəl 1-də göstərilmişdir.

CƏDVƏL 1. Kliniki ağciyər xərçəngi nümunələrinin genomik və proteomik analizləri

İxtisarların tərifi: AC, adenokarsinoma ID, identifikasiya LCC, böyük hüceyrəli karsinoma MPM, bədxassəli plevral mezotelioma NHBE, normal insan bronxial epiteli NSCLC, qeyri-kiçik hüceyrəli ağciyər xərçəngi SCC, skuamöz hüceyrəli karsinoma SCLC, kiçik hüceyrəli ağciyər xərçəngi.

Təhlil edilən nümunələrin növləri, istifadə olunan istinad nümunələri, hər bir tədqiqatın ağciyər xərçəngi biologiyasının yaxşı başa düşülməsinə töhfə verdiyi sahə(lər) və ümumdünya internet şəbəkəsində məlumatların mövcudluğu hər bir tədqiqat üçün təqdim olunur.

Klinik tətbiqlər üçün təkrarlanma və ardıcıllıq lazımdır. Histoloji cəhətdən oxşar şişlər çoxluq təşkil edən gen ifadə profillərinə malik ola bilsə də və bəzi hallarda daha da fərqli alt siniflərə parçalana bilən qrupları göstərə bilsə də, qrupların sayı qruplar arasında uyğun gəlmir (6, 24, 25, 30). Məsələn, Borczuk və iş yoldaşları (24) tərəfindən 18 adenokarsinoma (AC) daxil olmaqla 35 NSCLC nümunəsinin təhlili iki fərqli AC Bhattacharjee qrupunu aşkar etdi və onun əməkdaşları (6) 139 AC daxil olmaqla 186 əsas ağciyər şişini təhlil etdi və dörd fərqli aşkar etdi. AC alt sinifləri, lakin yalnız ağciyər xərçənginin digər histoloji alt növlərini istisna etdikdən sonra, nəhayət, Garber və həmkarları (25) 41-i AC olan 67 ağciyər şişini təhlil etdilər və üç AC alt qrupunu aşkar etdilər. AC alt qruplarının sayındakı bu fərqlər, ehtimal ki, təhlil edilən nümunələrin sayındakı fərqləri və heterojenliyi əks etdirir. Bununla belə, mikroarray analizi ilə müəyyən edilmiş AC alt qruplarının sayının təhlil edilən AC nümunələrinin ümumi sayı ilə əlaqələndirilməsi faktı onu göstərir ki, daha böyük AC qrupunun təhlili daha çox sayda alt qrupla nəticələnəcək. Bu molekulyar profillər klinikaya tətbiq oluna bilən mənalı bioloji fərqləri əks etdirirmi, yoxsa sadəcə olaraq statistik analiz, eksperimental metodlar və ya istifadə edilən xüsusi çip əsasında alt təsnif edilə bilən heterojen xəstəliyi əks etdirir? Tomida və həmkarları (30) skuamöz hüceyrəli karsinoma (SCC) üçün proqnozla əlaqəli iki alt sinif müəyyən etdilər ki, bu da alt qrupların müəyyən edilməsinin bioloji və ya klinik məna daşıya biləcəyini göstərir. Bununla belə, bu analizə yalnız 16 SCC nümunəsi daxildir. Bu mühüm suala cavab vermək üçün nümunələrin ölçüsünü artırmaqla yanaşı, metodların təsdiqi və nümunələrin paylaşılması lazımdır.

Genomik analiz artıq mühüm diaqnostik fərqlərə dair aydınlıq gətirmişdir. Bunlara SCLC üçün mənşəli hüceyrənin müəyyən edilməsi (34), bədxassəli plevral mezotelioma (MPM) və AC (35) kimi histoloji oxşar şişlərin fərqləndirilməsi və metastatik ağciyər xərçəngindən birincinin ayrı-seçkiliyi (6, 27, 28) daxildir. ).

İlk ağciyər xərçəngi mikroarray tədqiqatı SCLC üçün mənşəli hüceyrəni başa düşməyə yönəldi (34). Morfoloji xüsusiyyətlər və molekulyar markerlər SCLC-nin neyroendokrin progenitordan qaynaqlandığını göstərir. Bununla belə, SCLC-nin klinik gedişi saf neyroendokrin karsinoid şişlərə bənzəmir və Anbazhagan və iş yoldaşları tərəfindən SCLC nümunələrinin mikroarray analizi SCLC-nin ağciyər epitelindən yarandığı fərziyyəsinə dəstək verir (34). Müəlliflər iddia edirlər ki, bu şişlərin morfoloji xüsusiyyətlərə görə təsnifatdan çox, molekulyar dəyişikliklərə əsaslanan epiteldən törəmə şişlər kimi yenidən təsnifləşdirilməsi daha doğru olardı (34). Belə bir təsnifat siqaret çəkmə ilə ağciyər epitel hüceyrələrinin məruz qalması və transformasiyasına və SCLC-nin siqaret çəkməyənlərdə demək olar ki, heç vaxt müşahidə olunmamasına uyğun olardı. Bunun əksinə olaraq, digər qruplar SCLC və NSCLC şişlərinin gen ifadə profilləri müqayisə edildikdə, SCLC nümunələrində yuxarı tənzimlənən neyroendokrin hüceyrələrin bir neçə markerini müəyyən etdilər (6, 25). Bu tədqiqatlar arasındakı fərqlərin təhlil metodundaki fərqlərə görə artefakt olub-olmaması aydın deyil (yəni, Anbazhagen və həmkarlarının tədqiqatında SCLC-nin normal bronxial epiteli və ağciyər karsinoidləri ilə müqayisəsi, digər tədqiqatlarda isə SCLC-nin NSCLC ilə müqayisəsi). tədqiqatlar) və ya Bhattacharjee və tərəfdaşları (6) və Garber və iş yoldaşları (25) tərəfindən aparılan tədqiqatlarda az sayda SCLC nümunələrini əks etdirir. SCLC-nin daha az yayılması səbəbindən bu növ ağciyər xərçəngi üçün daha az genomik analiz aparılmışdır. Daha çox sayda SCLC nümunələrinin təhlili bu şişləri epitel və ya neyroendokrin toxumalardan törəmə kimi daha yaxşı təsnif edə bilər.

Oxşar histologiyaya malik şişlər arasında diferensiallaşmaya gəldikdə, Gordon və həmkarları MPM və AC-nin MPM və AC ilə tərs korrelyasiya edilmiş üç gen cütünün dəstindən istifadə edərək zamanın 99%-də dəqiq şəkildə fərqləndirilə biləcəyini göstərdilər (35). Xüsusi gen cüt nisbətlərindən istifadə klinik cəhətdən daha uyğun ola bilər, çünki bu, az nümunə hazırlamaq və manipulyasiya ilə edilə bilər və istinad nümunəsinin istifadəsini tələb etmir.

Gordon və onun əməkdaşlarının (35) nəşrindən bəri, digər iki tədqiqatda daha kiçik gen qruplarının ifadə profillərinin ağciyər xərçənginin histoloji növləri arasında ayrı-seçkilik etmək və birincilini metastatik ağciyər xərçəngindən ayırmaq üçün təsnifatlandırıcı kimi istifadə oluna biləcəyi təklif edilmişdir (27). , 28). Yamaqata və həmkarları (27) göstərdi ki, gen ifadə dəyərlərinin dəstlərinə əsaslanan təsnifat kor nümunələrdə NSCLC-ni normal ağciyərdən, eləcə də birincil ağciyər şişlərini ağciyər metastazlarından digər yerlərdən yaranan şişlərdən fərqləndirmək üçün istifadə edilə bilər. Bununla belə, bu klassifikator kor analizdə NSCLC-nin alt növlərini fərqləndirməkdə daha az dəqiq idi - AC düzgün müəyyən edildi, lakin 4 kor XHK-dan 1-i yanlış təsnif edildi və böyük hüceyrəli karsinoma (LCC) digər QHDAK histoloji alt növlərindən fərqləndirilə bilmədi ( 27). Bu məhdudiyyətlər tədqiqatın kiçik ölçüsünü qismən əks etdirə bilər. Proteomik tədqiqatlar patoloji fərqləri ayırd etmək üçün bir sıra markerlərdən də istifadə etmişdir. Yanagisawa və iş yoldaşları (28) göstərdilər ki, 82 MS zirvəsi dəsti 100% dəqiqliklə təlim dəstində şiş və normal toxuma arasında ayrı-seçkilik edə bilər. Kor test dəstinə tətbiq edildikdə, 42/43 nümunə düzgün şəkildə şiş və ya normal olaraq təsnif edildi (28). Kollektiv olaraq, bu tədqiqatlar göstərir ki, formal təsnifatçıda birləşdirilmiş az sayda gen və ya kütləvi spektral zirvələr ağciyər xərçənginin alt qruplarını daha da müəyyən etmək potensialına malikdir.

Mikroarray analizi NSCLC olan xəstələrin sağ qalmasını proqnozlaşdırmaq potensialına malikdir. Məsələn, Beer və həmkarları tərəfindən klaster analizi I mərhələni III mərhələdə ağciyər AC-dən mükəmməl şəkildə ayırmasa da, müəlliflər III mərhələ nümunələri ilə qruplaşdırılan I mərhələ şişlərinin daha pis sağ qalma nümayiş etdirən xəstələrdən gəldiyini qeyd edirlər (31). Bu tədqiqat göstərir ki, pis proqnoz verən genlərin ifadəsi diaqnoz zamanı xəstəliyin mərhələsindən asılı deyil. Mikroarray analizi xərçəngin inkişafı üçün vacib olan molekulyar dəyişiklikləri paylaşan şiş alt qruplarını müəyyən edə bildiyi üçün, gen ifadə profillərinin daxil edilməsi ənənəvi mərhələləşdirmə və histoloji analizlə birləşdirildikdə əlavə terapevtik və proqnostik dəyər təmin edə bilər.

Digər tədqiqatlar da gen və ya protein ifadə profillərini proqnozla əlaqələndirmişdir (6, 21, 25, 27-32, 36-39). Bu tədqiqatlarda, şişlərdə diferensial şəkildə ifadə olunan genlərin alt qrupları və ya protein zirvələri AC xəstələri arasında sağ qalma fərqlərini proqnozlaşdıra bilər. Histologiyaya əsaslanaraq ağciyər xərçəngini təsnif etmək üçün çoxlu gen cütlərinin istifadəsi ilə bağlı apardıqları tədqiqatın genişləndirilməsi zamanı Gordon və onun əməkdaşları tapdılar ki, üç gen ifadə əmsalından ibarət dəstlər zamanın 90%-dən çoxunda proqnozu dəqiq proqnozlaşdıra bilir (39). Müəlliflər daha sonra Bhattacharjee və iş yoldaşlarının əvvəlki tədqiqatından əldə edilən məlumatları təhlil etmək üçün ən proqnozlaşdırıcı gen cütlərindən istifadə etdilər (6). Bu analizdə, gen ifadə nisbətləri dəsti I mərhələdə AC şişləri olan xəstələrin sağ qalmasını düzgün şəkildə proqnozlaşdıra bilərdi: aşağı şiş tərkibli nümunələrdə vaxtın 64% -i və yüksək şiş məzmunlu nümunələr üçün zamanın 74% -i (39) .

Proqnostik identifikatorların inkişafı klinik qərarların qəbul edilməsinə rəhbərlik edə bilər, lakin bu cür tətbiq perspektiv klinik sınaqlarda təsdiq tələb edir. Genomik və proteomik analizlərin gələcək klinik sınaqlara daxil edilməsi və standart qayğı terapiyası alan ağciyər xərçəngi xəstələrindən alınan nümunələrin təhlili nəticədə daha dəqiq, fərdiləşdirilmiş klinik qərarlara səbəb ola biləcək məlumat verə bilər.

Siqaret ağciyər xərçəngi hallarının 85-90%-ni təşkil edir. Ancaq qalan hallar heç vaxt siqaret çəkməyənlər arasında baş verir. Bu, siqaret çəkənlərdə və heç vaxt çəkməyənlərdə ağciyər xərçənginin müxtəlif mexanizmlərlə yarana biləcəyi fərziyyəsini gündəmə gətirir. Bu fərziyyənin dəstəklənməsi heç vaxt siqaret çəkməyənlərin NSCLC nümunələrində EGFR mutasiyalarının seçmə ifadəsi ilə özünü göstərir (40, 41).

Üç qrup siqaretdən qaynaqlanan və siqaretdən asılı olmayan ağciyər xərçənginin altında yatan molekulyar mexanizmləri tədqiq etmək üçün şiş profilinin yaradılması texnologiyalarını tətbiq etmişdir (Cədvəl 1 Refs. 32, 42, 43). Miura və həmkarları tərəfindən aparılan araşdırmada, analizdən əvvəl şiş toxumasını təcrid etmək üçün lazer tutma mikrodisseksiyasından istifadə edilmişdir (32). Təhlil zamanı siqaret çəkənlərin və çəkməyənlərin şişlərində fərqli şəkildə ifadə olunan 45 gen aşkar edilib. Pauell və assosiasiyaları (42) altı siqaret çəkən və çəkməyən altı nəfər üçün şişin gen ifadə profillərini və uyğun normal toxumaları müqayisə etdilər. Bütün məlumatlardan istifadə edən iyerarxik qruplaşma şişləri siqaret çəkənlərdən çəkməyənlərə qarşı ayırmadı, lakin o, şiş və şiş olmayan toxumaları ayırdı və siqaret çəkməyənlərdən şiş olmayan toxumaları birlikdə qruplaşdırdı. Əks halda, analiz qruplar arasında ən fərqli ifadəyə malik genlərdən alınan məlumatlarla məhdudlaşmadıqca, gen ifadə profilləri toxuma qruplarının hər biri arasında fərq qoymadı. Bu o deməkdir ki, siqaret çəkənlərin və çəkməyənlərin əsas "normal" toxumaları tamamilə fərqli olsa da, onların xərçənglərini mikroarray texnologiyasından istifadə edərək ayırd etmək mümkün deyil. Bənzər mexanizmlər həm siqaret çəkənlərdə, həm də çəkməyənlərdə ağciyər xərçənginin inkişafına vasitəçi ola bilsə də, siqaret çəkməyənlərdə EGFR mutasiyalarının selektiv ifadəsi, müvafiq onkogenlərdə və şiş supressor genlərində mutasiyaların müəyyən edilməsi ilə siqaret çəkənlər və çəkməyənlər arasında fərqlərin daha aydın görünməsi ehtimalını artırır. Alternativ olaraq, siqaret çəkənlərin və çəkməyənlərin şişlərinin oxşarlığı sadəcə olaraq bu tədqiqatın kiçik ölçüsünü əks etdirə bilər və bu məsələnin əlavə tədqiqinə ehtiyac olduğunu göstərir. Gen ifadəsindəki dəyişiklikləri siqaretlə əlaqələndirən üçüncü araşdırmada Spira və həmkarları indiki, keçmiş və heç vaxt siqaret çəkməyənlərdən təcrid olunmuş bronxial epitel hüceyrələrinin gen ifadə profillərini müqayisə etdilər (43). Onların təhlili göstərdi ki, indiki siqaret çəkənlərdə müşahidə olunan bir neçə gen ifadəsi dəyişikliyi keçmiş siqaret çəkənlərdə də davam edir. Bu vacibdir, çünki ağciyər xərçəngi hallarının 50%-dən çoxu keçmiş siqaret çəkənlərdə diaqnoz qoyulur və gen ifadəsindəki bu davamlı dəyişikliklər bu xəstələrin artan riskinin əsasını təşkil edə bilər.

Genomik və proteomik texnologiyalar nümunələrin aşkarlanmasında faydalı olması ilə yanaşı, xüsusi mexaniki məlumat üçün əldə edilə bilən çoxlu məlumat istehsal edir. Bir çox tədqiqatlar şiş və normal toxuma arasında və ya xərçəngin histoloji irəliləməsi zamanı ifadəsi fərqli olan spesifik genləri müəyyən etmiş və təsdiq etmişdir (23, 37, 44-54). Doğrulamanı gözləyən bu genlər diaqnoz üçün biomarkerlər və ya terapiya üçün hədəflər kimi xidmət edə bilər. For example, two groups found that the insulinoma-associated 1 gene is overexpressed in SCLC (6, 25). In addition, gene expression profiles from the most clinically aggressive AC samples showed increased expression of genes that play a role in angiogenesis such as VEGF and PPARγ, as well as degradation of extracellular proteins such as cathepsin L and plasminogen activator of urokinase. The analysis of Yamagata and coworkers identified one gene, ACTN4, whose expression level was correlated with poor survival, and therefore could serve as a marker for survival (27). Other gene expression profiling studies have shown that phosphoglycerate kinase 1 (PGK1) is overexpressed in lung tumors and correlates with poor survival, as well as 14 other genes that are important in the glycolytic pathway (31, 55).

By comparing gene expression profiles in tumors from smokers and never-smokers, Powell and colleagues identified several genes whose expression levels either positively or negatively correlated with the number of pack-years of smoking (42). Although it is tempting to view these genes as possible preventative or therapeutic targets, it is also possible that the data are confounded by the fact that the authors did not collect data on gene expression changes associated with smoking in the absence of cancer (42). Interestingly, the study by Spira and associates (43) showed that the expression of several tumor suppressor genes and oncogenes are permanently altered in bronchial epithelial cells from former and current smokers. In contrast, alterations in genes associated with metabolism and antioxidation pathways were reversible depending on the number of years of abstinence (43). The genes that remain altered in former smokers may be better targets for the prevention and treatment of smoking-induced lung cancer.

Proteomic studies also identified proteins that could serve as therapeutic targets. For example, Chen and coworkers (36) showed that four proteins that regulate gluconeogenesis and glycolysis are associated with survival phosphoglycerate kinase 1, phosphoglycerate mutase, α enolase, and pyruvate kinase M1. Combined with their gene expression analyses described earlier, this study provides further evidence for the idea that patients whose tumors exhibit increased glycolysis have a poorer prognosis (36). In addition to the markers identified by Chen and colleagues, Yanagisawa and associates (28) identified three proteins that could serve as tumor markers small ubiquitin-related modifier-2 (SUMO-2), thymosin-β4, and ubiquitin. Thymosin-β4 has been previously associated with proliferation in cancerous tissue (56), but SUMO represents a potential new protein for analysis of its role in carcinogenesis (28). All of these potential markers require validation in prospective trials.

Although very few mouse models of lung cancer exist and their relevance to human lung cancer is often questioned, they have been used to study lung tumorigenesis in a defined genetic background. Gene expression studies have begun to correlate changes in gene expression with murine lung tumorigenesis. For example, Gariboldi and coworkers (57) used microarray analysis to compare the gene expression profiles of normal mouse lungs from strains that varied in their susceptibility and resistance to lung cancer. They identified 89 genes whose expression profile correlated with each particular strain's tumor susceptibility. Of these 89 genes, 26 were previously identified for their involvement in cancer (57). Consistent with their hypothesis, this study showed that the gene expression profile of normal murine lung could predict tumor susceptibility for each strain. Although differences in gene expression may reflect “unconnected strain differences,” the authors suggest that this study provides evidence for the existence of genes whose expression in normal lung predisposes for lung cancer in mice. These studies are consistent with the study by Ramaswamy and colleagues, who showed that the development of metastasis is strain-dependent (58). In another study, Bonner and colleagues (22) compared the gene expression profiles of murine lung adenomas and adenocarcinomas from strain A/J × 129/SvJ F1 mice and identified genes that could differentiate between the stages, as well as genes whose expression consistently increased or decreased in the human tumors independent of histology. Finally, this group also identified gene expression changes in the tumors that were either consistent with, or opposite to, the expression in the developing lung of this strain (22). The results of these studies have refined our knowledge of murine lung tumorigenesis and could facilitate the creation of novel mouse models that might more closely resemble human lung cancer.

Gene expression studies have also evaluated the effects of reconstituting tumor suppressor genes that are commonly lost in lung cancer. Two noteworthy in vitro studies have been published in lung cancer cellular systems. Hong and colleagues studied the effect of the phosphatase and tensin homology deleted on chromosome 10 (PTEN) tumor suppressor gene on the overall gene expression profile of a human lung cancer cell line CL1–5 (59), and Russo and coworkers used microarray analysis to look for targets of the retinoblastoma tumor suppressor gene (pRb/p300) in the human lung AC cell line H23 (60). In both studies, wild-type tumor suppressor genes of interest were transfected into the parental cells and the gene expression profiles were compared with the profiles generated from the parental cell transfected with the control vector. Overexpression of PTEN led to decreased expression of 19 genes and 4 ESTs, including 3 that had previously been described to play a role in cell invasiveness, such as laminin β3, integrin α6, and Akt2. PTEN overexpression also increased expression of 17 genes and 2 ESTs, including protein phosphatase 2A1B, an enzyme that was previously shown to maintain integrity of the cytoskeleton (59). In the studies on pRb, Russo and colleagues showed that 40 genes were downregulated in the pRb/p300 overexpressing cells compared with control. Many of these genes are important in cancer, including cyclin D1, Raf-1, and B-Myb (60). Together, these studies have contributed to a better understanding of how known tumor suppressor genes function in lung cancer cells.

The studies reviewed here reveal that genomics and proteomics are powerful tools for classification of tumor subtypes and identification of genes or proteins that may serve as diagnostic, predictive, or prognostic markers. The fact that molecular fingerprints generated by genomic and proteomic analysis can recapitulate the histologic variation between NSCLC subtypes is good proof of principle, but one has to ask: how does this improve upon what we already knew? Several issues will need to be addressed before the potential of these powerful technologies is realized and integrated into the clinical setting.

In many of these studies, the results of classification using cluster analysis of gene expression profiles did not match the results of classification based on tumor histology (24, 26, 27). In one analysis, immunohistochemistry was used to assess samples whose expression profile did not cluster with histologic subclass (24). Borczuk and associates (21) showed that segregation of these tumors was likely due to the presence of nontumor cells that explain the segregation into groups of cancers with another subtype. Similarly, the reanalysis of “incorrectly classified” samples by Giordano and coworkers and Yamagata and colleagues revealed that their original pathologic classification might have been incorrect (26, 27). Thus, although the molecular profile was an accurate diagnostic method, these studies highlight the fact that array technology relies on the molecular information that is given to it for its power to predict. One possible solution to eliminate “contaminating” nontumor cells from tumor specimens is to employ laser capture microdissection (61). Laser capture dissection can be used to separate tumor from normal tissue and can alleviate problems due to contamination of tumor tissue from normal. However, exclusion of surrounding stroma also eliminates cells that contribute to the tumor microenvironment.

Validation of changes in gene expression at the protein level would improve many of these studies, because changes in protein expression provide a more functional readout. Although evaluating protein expression may not be necessary to develop fingerprints for diagnostic use, it is necessary if markers that are identified by this method are to be used in their own right as diagnostic markers or as targets for therapy. Thus, despite the fact that many genes were identified as potential biomarkers, all of them require further validation. Even though proteomics provides a more functional approach than genomics, proteomics alone might provide an insufficient readout because post-translational modifications such as phosphorylation control the stability and function of many proteins. The development of sophisticated proteomic techniques such as phospho-proteomics will add another level of complexity to these systematic analyses (62).

The genomic and proteomic studies of lung cancer reviewed here have advanced the biologic understanding of lung cancer and have demonstrated the potential of these technologies to improve the classification and diagnosis of lung cancer. Numerous genes and proteins were identified as biomarkers, but the mere identification of markers does not provide any information about whether the changes in expression of genes or proteins are causal for biologic behavior. Although focusing on known genes and proteins has already yielded new information, unknown markers may also lend insight into the biology of lung cancer. These nascent studies using new and rapidly developing technologies have yielded exciting results. Improving sample size, reproducibility, and the ability to discriminate tissue or tumor subtypes will facilitate application of these new technologies to the clinic.


Center for Genomics and Systems Biology

The Center for Genomics and Systems Biology (CGSB) at New York University Abu Dhabi was established to provide a nexus for cutting-edge life sciences research in the United Arab Emirates, with world-class facilities and resources to promote innovative advances in genomics and systems biology.

The Center fosters and enhances the research and training missions of NYUAD, where undergraduate students, graduate students, and postdoctoral scientists engage in research across disciplines, facilitated by advanced instrumentation and computational support for high-throughput data collection, visualization, and analysis. The NYUAD-CGSB operates in partnership with its sister center, NYU Biology’s CGSB in New York, in an open organizational framework that enables transformative collaborative work across the globe supported by joint technology and service platforms.

The Center is under the leadership of co-directors Claude Desplan, Silver Professor of Biology and Neuroscience at NYU, and an Affiliate Professor of Biology NYUAD Kristin Gunsalus, Professor of Biology, NYU, an Affiliate Professor of Biology, and Faculty Director of Bioinformatics, NYUAD, and Enas Qudeimat, Associate Director.


Proteomika

Proteomics is the study of proteins on a wide scale. Proteins host a variety of functions within living organisms and their many parts. Proteomics co-exists with genomics, and was coined in 1997. In 1994, Marc Wilkins used the word proteome to link protein and genome as part of his PhD studies.

Proteome refers to all the proteins in an organism or system. Time, requirements and/or stresses cause variations in a cell or organism. Proteomics maps out these changes, why they occur, and figures out new ways to manipulate proteins.

Proteomics is the next logical step after genomics and transcriptomics (study of RNA molecules in a cell or population of cells). It's a more complex system than genomics because while genomics focuses on genomes, it largely stays the same. Proteomics studies constantly shifting and diverse environments. This used to be done through RNA analysis but they could not find a relation to proteins, and protein generation depends on the gene, not RNA.

Scientists have a few ways of studying proteins, which is done on a molecular level. Proteins can be found using antibodies, which are large Y-shaped proteins that are produced by plasma cells in the immune system. The way scientists use antibodies to study proteins is through a few techniques, like the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), which can detect and measure on a quantitative scale protein samples, or the Western blot, which can detect individual proteins.

While this is the most common way to study proteins, there have been other ways to study proteins. In 1967, one of the earliest methods to study proteins was the Edman degradation. A single peptide (A short chain of amino acids) is taken and, using chemicals, is degraded to figure out the sequence of the proteins. Nowadays, however, technology has taken over this way, as machines can do the same results at a much more rapid rate.

Proteomics has allowed the study of human genes to develop new drugs for treating various diseases. The way this is done is through both proteome and genome data that relate to a specific disease. A computer then takes that information and uses it to target the disease and create new medicines. For example, if scientists know a protein is affected by a disease, a 3D rendering of the protein can allow for a better understanding of how it is affected and what can be used to prevent it from occurring.

Proteomics helps shape our lives on a day to day basis. What it does is allow for the creation of brand new drugs as well as a deeper understanding of diseases. It also allows scientists to know what each individual protein does, as well as how we can improve their processes. Further information will lead to new proteins being developed, which scientists can introduce to environments and create healthier, safer places for all species.

To link to this Proteomika page, copy the following code to your site:


Proteomika və Metabolomika

Duke Proteomika və Metabolomika Paylaşılan Resursu, Duke Tibb Məktəbinin rəhbərliyi altında qismən yenidən açılır. Bu "Spin-Up" Fazasında biz həmkarlarımız və laboratoriya alimlərimiz üçün təhlükəsizliyi təmin etmək üçün nəzərdə tutulmuş aşağıdakı təlimatlar əsasında fəaliyyət göstəririk.

  1. İstənilən vaxt obyektdəki işçilərin sayını minimuma endirmək üçün bütün DPMSR işçiləri mümkün qədər evdən işləyirlər. Orada yalnız laboratoriyada praktiki səy tələb edən tapşırıqlar yerinə yetiriləcək.
  2. Bütün layihə müzakirələri və məlumatların qaytarılması müzakirələri WebEx/Zoom istifadə edərək və ya telefonla aparılmalıdır. Məlumatların çatdırılması Onlayn Ekspres Məlumat Anbarından istifadə etməklə davam etdiriləcək.
  3. Bütün alimlərdən və ziyarətçilərdən Chesterfield-də olarkən üz maskası taxmaları tələb olunur. Bunlar Chesterfield-ə girməzdən əvvəl yerində olmalıdır. Nəzərə alın ki, Çesterfilddən giriş yalnız W. Main St.-ə baxan Binanın qarşısından, binadan çıxış isə dəmiryol relsləri ilə arxa qapılardan istifadə edilməklə həyata keçirilməlidir.
  4. Spin-upda, bütün nümunə tədarükləri birbaşa Chesterfield-ə və yalnız layihə rəhbəri (Dr. Moseley, Tompson, Soderblom və ya Foster) ilə əvvəlcədən planlaşdırılan razılaşma əsasında həyata keçirilməlidir. Ön qapıda sosial məsafəni qoruyarkən və müvafiq PPE-dən istifadə edərək yarı birbaşa təhvil verməyə imkan verən şəxsdən açılan qutu sistemi istifadə olunacaq.

Sizinlə yenidən işləməyi səbirsizliklə gözləyirik.

Laboratoriyamızla bağlı hər hansı sualınız və ya narahatlığınız üçün Dr. Artur Moseley ilə əlaqə saxlayın.

Xüsusi davam edən layihələrlə bağlı suallarınız varsa, layihə rəhbərinizlə əlaqə saxlayın:

Tibb Məktəbi, Dyuk Genomika və Hesablama Biologiya Mərkəzi (GCB) və Dyuk Xərçəng İnstitutu, Duke Tədqiqat Cəmiyyəti üçün zülal xarakteristikası resurslarını təmin etmək üçün Proteomika və Metabolomika Paylaşılan Resurs ilə əməkdaşlıq etdi. Bu xidmətlərə gel ləkələri və zolaqlar kimi sadə qarışıqlardan protein kompleksləri, hüceyrə lizatları və plazma kimi mürəkkəb qarışıqlara qədər müxtəlif növ nümunələrdən zülalın identifikasiyası və zülalın miqdarının müəyyən edilməsi daxildir. Obyekt Chesterfield binasının üçüncü mərtəbəsində, West Main Street 701-də yerləşir.

Proteomika və Metabolomika Paylaşılan Resurs zülalın keyfiyyət və kəmiyyət xarakteristikası üçün əsas texnologiya kimi kütləvi spektrometriyadan istifadə edir. Protein analizi üçün əsas yanaşmamız, bütün zülalların proteolitik həzm olunduğu, orijinal zülalların peptid surroqatlarını (imza peptidləri) istehsal edən "aşağıdan yuxarı" proteomikadır.

Zülal identifikasiyası standart və ya xüsusi zülal verilənlər bazalarını axtarmaq qabiliyyətinə malik xüsusi yüksək sürətli Blade klasterində işləyən ən müasir verilənlər bazası axtarış motorlarından istifadə etməklə həyata keçirilir.

Protein kəmiyyəti həm nisbi kəmiyyət (test və nəzarət) həm də mütləq kəmiyyət göstəricisini (nanoqram zülal) təmin edən "gelsiz, etiketsiz" texnologiyadan istifadə etməklə həyata keçirilə bilər. Alternativ olaraq, nisbi kəmiyyət məlumatını təmin etmək üçün izotop kodlu (etiketli) nümunələr təhlil edilə bilər.

Obyekt Xəbərləri

Köçürük!

Proteomika və Metabolomika Paylaşılan Resursu, Durham şəhərinin mərkəzində yeni təmir edilmiş Chesterfield binasında xüsusi dizayn edilmiş laboratoriya sahəsinə köçdü. Yeni laboratoriya məkanımız Duke Universitetinin tədqiqat ehtiyaclarını dəstəkləmək üçün imkanlarımızı və imkanlarımızı genişləndirəcək. Chesterfield 701 W. Main Street-də, Durhamın İnnovasiya Bölgəsinin mərkəzində yerləşir.

  • Bu ən müasir laboratoriya bizə Duke və bütün dünyada tədqiqatçılar üçün ən yaxşı resursları təmin etməyə imkan verəcək. Duke tədqiqatçılarının ehtiyaclarına cavab vermək, ümumi nümunə tutumunu artırmaq və geri dönüş vaxtını azaltmaq üçün gələcək illərdə yeni alətlər və texnologiyalar əlavə etməyə davam etməyi gözləyirik.
  • Kampusdakı tədqiqatçılarla birbaşa əlaqə saxlamağa davam edəcəyik. Fakültə və işçi heyəti, seçiminizə uyğun olaraq, CIEMAS binasında və ya Chesterfield binasında üzbəüz məsləhətləşmələr üçün keçid zamanı və ondan sonra hazır olacaqlar.
  • Nümunə buraxılış variantları CIEMAS binasında, otaq 2208B-də kampusda mövcuddur. Tədqiqatçılar nümunələri Chesterfield binasına da ata bilərlər.

Çeklər

Duke Translational Research Institute Core Services vauçerləri rüblük əsasda verilir. Müəssisə, proteomikanın bu vauçer tədqiqatlarına təsir etdiyini elan etməkdən məmnundur, 2010-cu il mükafatlarının təxminən 50 faizi tədqiqatları üçün proteomikadan istifadə etmişdir.

Vauçer üçün müraciət etmək istəyirsiniz? Müraciət etmək üçün Əsas Obyekt Vauçer Proqramını ziyarət edin.

Əsas Obyektlərin Girişinin Təsdiqlənməsi

Əsas qurğularla işləyərkən laboratoriyaların ümumi sualı, əsas tərəfindən təmin edilən nəticələrin dərc edilməsində və şərhində əsası ən yaxşı şəkildə necə qəbul etmək və ya müəllif kimi daxil etməkdir. Biomolekulyar Resurs Obyektləri Assosiasiyası (ABRF) əlyazmalarda müəlliflik üçün tövsiyə olunan təlimatları dərc etmişdir və biz istifadəçilərimizdən Proteomika və Metabolomika Paylaşılan Resurs tərəfindən yaradılan məlumatları dərc edərkən bu təlimatları nəzərə almalarını xahiş edirik. Nəhayət, daxil etmək və ya etiraf etmək qərarı nəşrin baş müəllifi (və ya PI) tərəfindən qərar verilir. Nəşr qeydi yüksək keyfiyyətli əsas obyekti təmin etmək və işçilərinin peşəkar inkişafı üçün vacib olduğundan, istifadəçilərimizdən elmi nəşrlərə əsas üzvlərin daxil olmasını diqqətlə nəzərdən keçirmələrini xahiş edirik.

NƏŞRİN TƏŞƏKKÜRÜ

Proteomika və Metabolomika Paylaşılan Resursunda yaradılan məlumatları ehtiva edən bütün nəşrlər üçün bu dəstəyi qəbul etməyinizi xahiş edirik:

Biz Dyuk Universiteti Tibb Məktəbinə _________ xidməti təqdim edən Proteomika və Metabolomika Paylaşılan Resursundan istifadə etdiyinə görə təşəkkür edirik.


Videoya baxın: Лекция 10. Клеточный цикл и молекулярно-генетические механизмы его регуляции (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Durisar

    dəqiq hədəfdə :)

  2. Mezihn

    I am sorry, that has interfered... This situation is familiar To me. Kömək etməyə hazırdır.

  3. Theophile

    Məncə, səhvi etiraf edirsən. Bunu müzakirə etməyi təklif edirəm. PM-də mənə yazın, danışacağıq.

  4. Akinwole

    Exactly! The excellent idea, agrees with you.



Mesaj yazmaq