_ Noul instrument dezvăluie comportamentul genelor în bacterii< /h3>

Infecțiile bacteriene provoacă milioane de decese în fiecare an, amenințarea globală fiind agravată de rezistența crescândă a microbilor la tratamentele cu antibiotice. Acest lucru se datorează parțial capacității bacteriilor de a activa și dezactiva genele pe măsură ce simt schimbările de mediu, inclusiv prezența medicamentelor.

O astfel de schimbare se realizează prin transcripție, care transformă ADN-ul din gene în vărul chimic din ARNm, care ghidează construirea proteinelor care alcătuiesc structura microbilor.

Din acest motiv, înțelegerea modului în care producția de ARNm este reglementată pentru fiecare genă bacteriană este esențială pentru eforturile de a contracara rezistența, dar abordările utilizate studierea acestei reglementări până în prezent a fost laborioasă. Într-un nou studiu, oamenii de știință au dezvăluit un truc care poate accelera astfel de eforturi.

Cercetătorii de la NYU Grossman School of Medicine și de la Universitatea Illinois Urbana-Champaign au arătat că modul în care genele sunt pornite și oprite ca bacteriile cresc oferă indicii pentru reglarea lor.

Conform autorilor studiului, organismele de la bacterii la oameni cresc pe măsură ce celulele lor se înmulțesc prin divizare, fiecare celulă devenind două. Înainte ca celulele să se dividă, ele trebuie să își copieze ADN-ul astfel încât fiecare dintre cele două celule fiice să aibă o copie. Pentru a face acest lucru, o mașină moleculară numită ADN polimerază bifează lanțul ADN, citind și făcând o copie a fiecărei gene una câte una.

Publicat în revista Nature, studiul adaugă la explicațiile despre modul în care expresia genelor. întregul genom este modelat prin replicarea ADN-ului în timpul creșterii bacteriene. Mai exact, echipa de cercetare a descoperit că atunci când ADN polimeraza ajunge la orice genă specifică, aceasta perturbă transcripția într-un mod care dezvăluie starea statutului de reglementare al acelei gene.

„Rezultatele studiului nostru arată că replicarea constantă a genei. genele în timpul ciclului celular pe măsură ce celulele bacteriene se reproduc și cresc pot fi exploatate pentru a afla mai multe aspecte ale modului în care genele sunt reglementate”, a declarat investigatorul principal al studiului, Andrew Pountain, Ph.D., cercetător postdoctoral la NYU Langone Health și Institutul său. pentru Systems Genetics.

„Ne place analogia electrocardiogramei în medicină”, a spus Itai Yanai, investigatorul principal al studiului și profesor la Institutul de Genetică a Sistemelor din NYU Langone. Prin monitorizarea tiparelor activității electrice din inimă, ECG-ul dezvăluie o serie de unde care oferă o imagine detaliată, grafică, a sănătății cardiace a pacientului. În mod similar, valurile de modificări ale abundenței ARNm ca răspuns la replicarea unei gene produc o semnătură pe un grafic, pe care autorii l-au numit profil de interacțiune transcripție-replicare sau TRIP.

Cercetătorii au arătat cum anumite valuri pot să fie legate de anumite caracteristici. De exemplu, dacă o genă se află sub o formă specifică de control, cunoscută sub numele de represiune, în care o proteină blochează producerea ARNm al acelei gene. S-a descoperit că aceste gene reprimate au modele TRIP caracteristice, cu vârfuri.

„Scopul nostru este să înțelegem modul în care reglarea genelor modelează aceste TRIP-uri, cu scopul de a le folosi pentru a diagnostica reglarea genelor în întregul set de mii de gene. genele din bacterie”, a adăugat Yanai. „Sperăm că investigațiile noastre ulterioare ale profilurilor de expresie a genelor vor oferi o perspectivă asupra modului în care grupurile de gene răspund la perturbările sau schimbările din mediul lor.”

Echipa intenționează să investigheze în continuare TRIP-urile specifice ale genelor cunoscute a fi. implicate în capacitatea bacteriilor de a provoca boală pentru indicii despre cum să o întrerupă sau să o oprească. În cele din urmă, ei cred că îmbunătățirile tehnologice le vor permite să se scufunde din ce în ce mai adânc în comportamentele genelor la diferite specii de bacterii.

Noul studiu a fost posibil datorită progreselor tehnologice în urmărirea activității genelor în celule individuale în timp real prin scRNA-seq, sau secvențiere cu o singură celulă și smFISH, prescurtare pentru hibridizarea in situ cu fluorescență cu o singură moleculă. .

(Fluierul)

Inapoi