မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ အချက်အလက် အလွှာအသစ်ကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သည်။
မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ အချက်အလက် အလွှာအသစ်ကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သည်။
Anonim

မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ ကုဒ်ရှိ လျှို့ဝှက်ဝှက်ထားသော အချက်အလက်အလွှာကို UCSF မှ သိပ္ပံပညာရှင်အဖွဲ့တစ်ဖွဲ့က UCSF မှ တီထွင်ထားသည့် ribosome profileing နည်းပညာကြောင့် မျိုးရိုးဗီဇလုပ်ဆောင်မှုကို တိုင်းတာနိုင်သောကြောင့် ဖော်ထုတ်တွေ့ရှိခဲ့သည်။ သက်ရှိဆဲလ်များအတွင်း - ပရိုတင်းများဖန်တီးသည့်အရှိန်အပါအဝင်။

ဘက်တီးရီးယားများတွင် ပရိုတင်းထုတ်လုပ်မှုနှုန်းကို တိုင်းတာခြင်းဖြင့် မျိုးရိုးဗီဇအနည်းငယ်ပြောင်းလဲမှုများသည် သိသိသာသာအကျိုးသက်ရောက်မှုရှိနိုင်သည်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ အဆုံးစွန်မျိုးရိုးဗီဇထုတ်ကုန်ကိုမပြောင်းလဲဘဲ DNA အက္ခရာတစ်လုံးတည်းကို လဲလှယ်သည့် "တိတ်ဆိတ်သောဗီဇပြောင်းလဲမှုများ" ဟုသိကြသော အရေးမပါသောမျိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုများအတွက်ပင် ဤသည်မှာ မှန်ပါသည်။ သိပ္ပံပညာရှင်များ အံ့သြမိသည်မှာ အဆိုပါပြောင်းလဲမှုများသည် ပရိုတင်းထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်ကို ၎င်း၏ပုံမှန်အမြန်နှုန်း၏ ဆယ်ပုံတစ်ပုံ သို့မဟုတ် ယင်းထက်နည်းအောင် နှေးကွေးစေနိုင်ကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်။

ယနေ့ Nature ဂျာနယ်တွင် ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ မျိုးရိုးဗီဇကုဒ်၏ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည့် DNA ၏ သေးငယ်သော အပိုင်းအစများပါရှိသော အချက်အလက်များတွင် အရှိန်အဟုန်ပြောင်းလဲခြင်းသည် ဖြစ်ပေါ်လာခြင်းဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့ကို ထူးခြားသော ညွှန်ကြားချက်များထက် ထပ်တူထပ်မျှပါသည်ဟု ယခင်က ယူဆထားသောကြောင့် ၎င်းတို့ကို "အထပ်ထပ်" ဟုခေါ်သည်။

ဤရှာဖွေတွေ့ရှိမှုအသစ်သည် ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ အခြေခံယူဆချက်များ၏ ရာစုတစ်ဝက်ကို စိန်ခေါ်နေပါသည်။ ဆီးချိုမှ ကင်ဆာအထိ အဖြစ်များသော ရောဂါများစွာကို ကုသရာတွင် အသုံးပြုသည့် ဇီဝလောင်စာများနှင့် ဇီဝဆေးဝါးများပြုလုပ်ရန် အလွန်အရေးကြီးသော စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး ပရိုတင်းထုတ်လုပ်မှုကို အရှိန်မြှင့်ရန်လည်း ကူညီပေးနိုင်ပါသည်။

"မျိုးရိုးဗီဇကုဒ်ကို မလိုအပ်တော့ဘူးလို့ ယူဆထားပေမယ့် ထပ်နေတဲ့ codons တွေက ရှင်းရှင်းလင်းလင်း ထပ်တူမကျပါဘူး" ဟု UCSF School of Medicine of Cellular and Molecular Pharmacology မှ PhD ဖြစ်သူ Jonathan Weissman မှ ပြောကြားခဲ့ပါသည်။

“စည်းမျဥ်းတွေအကြောင်း သိပ်နားမလည်ပါဘူး” ဟု ၎င်းက ထပ်လောင်းပြောသည်။ သို့သော် အလုပ်သစ်တွင် မျိုးရိုးဗီဇအမြန်နှုန်းနှင့် မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ အဓိပ္ပာယ်များအပေါ် အခြေခံ၍ မလိုအပ်သော codons များကြားတွင် သဘာဝက ရွေးချယ်ကြောင်း အကြံပြုထားသည်။

အလားတူပင်၊ သူငယ်ချင်းတစ်ဦးထံ မက်ဆေ့ချ်ပို့သူတစ်ဦးသည် “ပြဿနာမရှိ” အစား “NP” ဟု ရိုက်နှိပ်ရန် ရွေးချယ်နိုင်သည်။ သူတို့နှစ်ယောက်လုံးက အဓိပ္ပါယ်တူပေမယ့် တစ်ခုက အခြားတစ်ခုထက် လက်မပိုမြန်တယ်။

Ribosome Profiling အလုပ်လုပ်ပုံ

ဤအလုပ်သည် ကမ္ဘာပေါ်ရှိ သက်ရှိအားလုံးအတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော ပရိုတင်းဓာတ်ပေါင်းစပ်မှု လုပ်ငန်းစဉ်သည် ချောမွေ့ပြီး တစ်ပြေးညီမဟုတ်သော်လည်း အံဝင်ခွင်ကျဖြစ်ပြီး စတင်လုပ်ဆောင်နေကြောင်း လေ့လာစူးစမ်းလေ့လာသူ သိပ္ပံပညာရှင်များက ရှည်လျားစွာပြောခဲ့သော အဆိုပါအလုပ်တွင် မိန့်ခွန်းပြောကြားခဲ့သည်။ အချို့သော အမည်မသိ ယန္တရားအချို့သည် ပရိုတင်းများ ထုတ်လုပ်သည့် အရှိန်ကို ထိန်းချုပ်ထားပုံရသော်လည်း ၎င်းသည် မည်သည့်အရာဖြစ်သည်ကို မည်သူမျှ မသိကြပေ။

သိရှိနိုင်ရန် Weissman နှင့် UCSF ပါရဂူဘွဲ့လွန်သုတေသီ Gene-Wei Li, PhD တို့သည် Weissman နှင့် ၎င်း၏လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များ ၏ ကျယ်ပြန့်သောအတိတ်အားထုတ်မှုကို “ribosome profileing” ဟုခေါ်သော ဆန်းသစ်သောဓာတ်ခွဲခန်းနည်းပညာကို တီထွင်နိုင်ခဲ့ပြီး သိပ္ပံပညာရှင်များအား မည်သည့်ဗီဇများပါဝင်နေသည်ကို တစ်ကမ္ဘာလုံးအတိုင်းအတာဖြင့် ဆန်းစစ်နိုင်စေခဲ့သည်။ ဆဲလ်တစ်ခုနှင့် ၎င်းတို့ကို ပရိုတင်းများအဖြစ်သို့ မည်မျှမြန်ဆန်စွာ ဘာသာပြန်ပါသည်။

Ribosome profileing သည် ribosomes ဟုခေါ်သော မော်လီကျူးများအားလုံးကို ဆဲလ်တစ်ခုမှ စုပ်ယူခြင်းဖြင့် မျိုးဗီဇဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက်ကို မှတ်တမ်းယူသည်။ ပုံမှန် ဘက်တီးရီးယားဆဲလ်များသည် ထောင်ပေါင်းများစွာသော ဤ ribosomes များဖြင့် ပြည့်နေပြီး လူ့ဆဲလ်များသည် ပို၍ပင် များသည်။ ၎င်းတို့သည် မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ မက်ဆေ့ချ်များကို ပရိုတင်းအဖြစ်သို့ ဘာသာပြန်ခြင်းဖြင့် ၎င်းတို့သည် ဘဝတွင် အဓိကအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည်။ ၎င်းတို့ကို သီးခြားခွဲထုတ်ပြီး ၎င်းတို့၏ မျိုးရိုးဗီဇပစ္စည်းအားလုံးကို ဖယ်ရှားလိုက်ခြင်းဖြင့် ဆဲလ်တစ်ခုတွင် ပရိုတင်းဓာတ်များ ဖန်တီးနေပြီး ၎င်းတို့သည် မည်သည့်နေရာတွင် ရှိနေသည်ကို သိပ္ပံပညာရှင်များ သိမြင်နိုင်စေမည်ဖြစ်သည်။

Weissman နှင့် Li တို့သည် ဘက်တီးရီးယားဆဲလ်များတွင် ဖော်ပြနေသည့် ဗီဇအားလုံးကို ကိန်းဂဏန်းဖြင့် ကြည့်ရှုခြင်းဖြင့် ပရိုတင်းပေါင်းစပ်မှုနှုန်းကို တိုင်းတာရန် ဤနည်းပညာကို အသုံးပြုခဲ့သည်။

အထူးအစီအစဥ်များပါရှိသော မျိုးရိုးဗီဇမှပြုလုပ်သော ပရိုတင်းများ (နည်းပညာအရ Shine-Dalgarno sequences ဟုရည်ညွှန်းသည်) သည် မတူညီသော်လည်း မလိုအပ်တော့သော codons ရှိသော မျိုးဗီဇမှပြုလုပ်သော တူညီသောပရိုတင်းများထက် ပိုမိုနှေးကွေးသည်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ မျိုးရိုးဗီဇများအဖြစ် ပေါင်းစပ်ထည့်သွင်းခြင်းဖြင့် ပရိုတင်းထုတ်လုပ်မှုတွင် ခေတ္တရပ်နားထားနိုင်ကြောင်း ၎င်းတို့က ပြသခဲ့သည်။

သိပ္ပံပညာရှင်များ၏ ယူဆချက်မှာ ခေတ္တရပ်ခြင်းသည် သင့်လျော်သောစစ်ဆေးမှုများကို သေချာစေသည့် စည်းမျဉ်းစည်းကမ်း ယန္တရား၏ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းအဖြစ် တည်ရှိနေခြင်းဖြစ်သည် - ထို့ကြောင့် ဆဲလ်များသည် အချိန်မှားကာ ပရိုတင်းများ မထုတ်လုပ်နိုင်စေရန် သို့မဟုတ် များပြားစွာမှားယွင်းနေခြင်းဖြစ်သည်။

DNA Codons ဆိုင်ရာ Primer

ကမ္ဘာပေါ်ရှိ သက်ရှိအားလုံးသည် DNA တွင် မျိုးရိုးဗီဇအချက်အလက် သိုလှောင်မှု (သို့မဟုတ် အချို့သောဗိုင်းရပ်စ်များ၊ RNA) နှင့် ဆဲလ်များ၏ အစိတ်အပိုင်းများတည်ဆောက်ရန်နှင့် သက်ရှိများ၏ မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ ညွှန်ကြားချက်များအားလုံးကို လုပ်ဆောင်ရန်အတွက် DNA ၏ ပရိုတင်းများအဖြစ်သို့ ဖော်ပြခြင်းအပေါ် မူတည်သည်။

ကမ္ဘာပေါ်ရှိ သက်ရှိတိုင်းအတွင်းရှိ တစ်ရှူးတိုင်းရှိ သက်ရှိဆဲလ်တိုင်းသည် မျိုးဗီဇများကို အဆက်မပြတ်ဖော်ပြပြီး ကျွန်ုပ်တို့၏အစောဆုံးမှ ကျွန်ုပ်တို့သေဆုံးသွားသောနေ့ရက်များအထိ ပရိုတင်းများအဖြစ်သို့ ဘာသာပြန်ဆိုကြသည်။ ကျွန်ုပ်တို့ လောင်ကျွမ်းသော စွမ်းအင်၏ သိသာထင်ရှားသော ပမာဏသည် ဤအခြေခံကျသော လုပ်ငန်းစဉ်ထက် ဘာမှမပိုပါ။

မျိုးရိုးဗီဇကုဒ်သည် အခြေခံအားဖြင့် DNA ကို ပရိုတင်းများအဖြစ်သို့ ဘာသာပြန်ရန် universal ညွှန်ကြားချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ DNA မျိုးဗီဇများသည် bases သို့မဟုတ် nucleotides ဟုလူသိများသောမော်လီကျူးလေးမျိုးဖြင့်ဖွဲ့စည်းထားသည် (မကြာခဏ A, G, T နှင့် C စာလုံးလေးလုံးဖြင့်ကိုယ်စားပြုသည်)။ သို့သော် ပရိုတင်းများသည် မတူညီသော အမိုင်နိုအက်ဆစ်အမျိုးအစား 20 ၏ကြိုးများဖြစ်သည်။

အမိုင်နိုအက်ဆစ် 20 လုံးအတွက် ကုဒ်လုပ်ရန်၊ မျိုးရိုးဗီဇကုဒ်သည် ပရိုတင်းတစ်ခုရှိ အမိုင်နိုအက်ဆစ်တစ်ခုစီအတွက် DNA စာလုံးသုံးလုံးစာအုပ်စုများကို တစ်ကြိမ်ဖတ်ခြင်းဖြင့် မျိုးဗီဇဖော်ပြရန် တောင်းဆိုထားသည်။ ဤ DNA စာလုံးသုံးလုံးအား codons ဟုခေါ်သည်။ သို့သော် DNA ၏အခြေခံသုံးခုကိုစုစည်းရန်ဖြစ်နိုင်သောနည်းလမ်း 64 ခုရှိသည် - နှင့်အသက်တာတွင်အသုံးပြုသောအမိုင်နိုအက်ဆစ် 20 သာဖြစ်သောကြောင့် codons အရေအတွက်သည်လိုအပ်ချက်ထက်ကျော်လွန်နေသည်။ ဒါကြောင့် တူညီတဲ့ အမိုင်နိုအက်ဆစ်အတွက် ဒီ codons 64 ခုထဲက အတော်များများကုဒ်တွေပါ။

သိပ္ပံပညာရှင်များသည် ဤအထပ်ထပ်ဖြစ်ခြင်းကို အနှစ် 50 နှစ်ကြာအောင် သိခဲ့ကြသော်လည်း မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်းတွင် အိမ်မွေးခွေးကဲ့သို့ တိရစ္ဆာန်ရိုင်းဆန်ခြင်းအထိ ကွဲပြားသော မျိုးရိုးဗီဇများ ပိုများလာသည်ကို သိပ္ပံပညာရှင်များက ကုဒ်အမှတ်အသားပြုလိုက်ခြင်းကြောင့် မလိုအပ်သော codons များအားလုံးသည် ညီမျှခြင်းမဟုတ်ကြောင်း သိပ္ပံပညာရှင်များက သဘောပေါက်လာကြသည်။

သက်ရှိများစွာသည် အဆုံးရလဒ်သည် တူညီသော်လည်း အခြားတစ်ခုထက် codon အမျိုးအစားအတွက် ရှင်းရှင်းလင်းလင်း ဦးစားပေးမှုရှိသည်။ ယင်းက သုတေသနအသစ်က အဖြေပေးသည့်မေးခွန်းကို တောင်းပန်ခဲ့သည်- မလိုအပ်သော codon များသည် တူညီသောအရာကို လုပ်ဆောင်ပါက၊ သဘာဝက တစ်ခုနှင့်တစ်ခု အဘယ်ကြောင့် ပို၍နှစ်သက်ရမည်နည်း။

Gene-Wei Li၊ Eugene Oh နှင့် Jonathan S. Weissman တို့၏ "ဆန့်ကျင်ဘက် Shine-Dalgarno အစီအစဉ်သည် ဘာသာပြန်ခေတ္တရပ်ခြင်းနှင့် ဘက်တီးရီးယားရှိ codon ရွေးချယ်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်" ဆောင်းပါးကို Nature ဂျာနယ်မှ မတ်လ 28 ရက်နေ့တွင် ထုတ်ဝေခဲ့သည်။

ဤလုပ်ငန်းကို Helen Hay Whitney Foundation နှင့် Howard Hughes Medical Institute မှ ပံ့ပိုးကူညီခဲ့ပါသည်။

UCSF သည် အဆင့်မြင့် ဇီဝဆေးသုတေသန၊ အသက်သိပ္ပံနှင့် ကျန်းမာရေးဆိုင်ရာ အသက်မွေးဝမ်းကျောင်းပညာများတွင် ဘွဲ့လွန်အဆင့်ပညာရေးနှင့် လူနာစောင့်ရှောက်မှုတွင် ထူးချွန်မှုတို့မှတစ်ဆင့် ကမ္ဘာတစ်ဝှမ်းတွင် ကျန်းမာရေးမြှင့်တင်ရန် ရည်ရွယ်ထားသော ထိပ်တန်းတက္ကသိုလ်တစ်ခုဖြစ်သည်။

ခေါင်းစဉ်အားဖြင့်လူကြိုက်များ