Met Şipman, Şimali Karolina Dövlət Universiteti

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Qrafik xülasə. Kredit: iScience (2026). DOI: 10.1016/j.isci.2026.115805

Yeni bir araşdırma, genomda hansı genlərin ifadə olunduğunu idarə edən zülalların sadəcə bir geni aktivləşdirmək və ya söndürməkdən daha çox şey etdiyini ortaya çıxardı. Əslində, bir genlə qarşılıqlı təsir göstərən hər bir zülal növü fərqli davranışlar yaradır – bu tapıntı biotibbi terapiyadan bioloji hesablamaya qədər hər şey üçün nəticələrə malikdir. Tədqiqatla bağlı “Epigenom Tənzimləyiciləri Müxtəlif Gen İfadə Dinamikası ilə Tək Bir Eukaryotik Promotoru Öhdələyir” adlı bir məqalə iScience jurnalında dərc olunub .

Epigenom tənzimləyiciləri hüceyrələri necə formalaşdırır

Söhbət “epigenom tənzimləyicilərindən” gedir. Hər bir orqanizmin genomu DNT-dən ibarətdir. Lakin bu DNT bir çox fərqli zülallarla çox kompakt strukturlara birləşir. DNT-yə bağlı olan zülallara epigenom deyilir və onlar DNT-nin hansı hissələrinin ifadə olunduğunu idarə edirlər. Qan hüceyrələriniz , sinir hüceyrələriniz və dəri hüceyrələrinizin hamısı eyni DNT-yə malikdir, lakin çox fərqli funksiyaları yerinə yetirir. Çünki hər hüceyrədə DNT ardıcıllığının müxtəlif hissələri ifadə olunur və bu, əsasən hər hüceyrədə hansı zülalların DNT-nin müxtəlif hissələrinə bağlanması ilə idarə olunur.

Tədqiqatın müəllifi və Şimali Karolina Dövlət Universitetinin kimya və biomolekulyar mühəndislik üzrə dosenti Albert Keung deyir: “Biz artıq bilirdik ki, epigenomdakı zülallar DNT-nin ifadə olunma tərzini idarə edir. Burada məqsədimiz tək bir genə baxmaq və genin müxtəlif zülallar tərəfindən ifadə oluna biləcəyi bütün yolları ölçmək idi.” Keung, Biotexnologiya və Biomolekulyar Mühəndislikdə İnnovasiya üzrə Goodnight Fərqlənmiş Alimi və Şimali Karolina Dövlət Universitetinin İnteqrativ Elmlər Təşəbbüsündə biotexnologiya proqramlarının direktorudur.

Fərqli zülallar, fərqli gen davranışları

“Nəticələr heyrətamiz idi”, – deyə tədqiqatın həmmüəllifi və Şimali Karolina Dövlət Universitetindən bu yaxınlarda doktorluq dərəcəsi almış Leandra Keyvud bildirib. “Məsələn, bir zülal geni tez bir zamanda aktivləşdirə bilər ; ikinci zülalın geni aktivləşdirməsi bir az daha uzun çəkə bilər, lakin sonra onu uzun müddət aktiv saxlaya bilər; və üçüncü zülalın geni aktivləşdirməzdən əvvəl uzun bir gecikmə ola bilər, bu zaman o, tez bir zamanda yüksəlir və dərhal sönür.”

Bu tədqiqat üçün tədqiqatçılar maya orqanizmindən tək bir gen üzərində işləyiblər. Tədqiqat qrupu həmin gendən DNT-ni 87 fərqli zülala məruz qoyub və onlar həmin mayanın epigenomunda tapılan yüzlərlə zülalın nümayəndəsi kimi seçilib. Hər bir zülal-gen qarşılıqlı təsiri təxminən 100 maya hüceyrəsində sınaqdan keçirilib.

Tədqiqatçılar hər bir zülalın genə bağlanmasını idarə etmək üçün işıqdan, nəticədə yaranan gen ifadəsini real vaxt rejimində 12 saat ərzində ölçmək üçün mikroskopiya və analitik vasitələrdən istifadə etdilər .

Tədqiqatın həmmüəllifi və bu yaxınlarda NC State-dən doktorluq dərəcəsi almış Cessika Li deyir: “Biz bu tədqiqatı bütün bu prosesin dinamikasını ələ keçirməyə imkan verən şəkildə tərtib etdik. Biz zülalın genə nə qədər müddət məruz qaldığını idarə edə və ölçə bilirdik, həmçinin zülala cavab olaraq genin dinamik davranışını müşahidə edə və ölçə bilirdik.”

Nümunələr nəyi ortaya qoydu

Keung deyir ki, “Buradakı ən böyük tapıntı, hər bir zülalın gendən gələn gen ifadəsinin özünəməxsus şəkildə naxışlı reaksiyasını yaratması idi. Zülallar sadəcə açma/söndürmə düyməsindən daha çox şeydir.”

“Həmçinin müəyyən etdik ki, bəzi zülallar sınaqdan keçirdiyimiz bütün maya hüceyrələrində eyni gen reaksiyası yaradır – onların yaratdığı gen ifadəsi modeli çox ardıcıl idi. Lakin digər zülallar hüceyrədən hüceyrəyə dəyişən geniş spektrli reaksiyalar yaradırdı – onların yaratdığı siqnalda çoxlu səs-küy var idi.”

Tədqiqatçılar hər bir zülalın yaratdığı gen ifadəsi nümunələrini təhlil edərkən ədəbiyyatda hər bir zülalın funksiyası haqqında artıq bildikləri ilə həmin zülalların yaratdığı gen ifadəsi nümunəsi arasında güclü bir əlaqə aşkar etdilər.

“Məsələn, polimerazanı cəlb etdiyi bilinən zülallar oxşar gen ifadəsi nümunələri yaratmağa meyllidirlər”, Keung deyir.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Uyğun olan sadə bir model

Daha sonra tədqiqatçılar, bütün təcrübi məlumatlarını nəzərə ala bilib-bilmədiklərini görmək üçün müxtəlif hesablama modellərini işlətdilər.

Keung deyir: “İdeal olaraq, genin yalnız bəzi zülallara deyil, hər bir zülala reaksiyası baxımından nələrin baş verdiyini anlamağınıza kömək edən bir model lazımdır. Əvvəlcə bunun çətin olacağını düşünürdük, çünki çoxlu sayda fərqli gen ifadəsi nümunələri var idi. Lakin məlum oldu ki, nisbətən sadə bir model – müsbət rəyə malik üç hallı model – bütün məlumatları əldə edə bilib.”

Mühəndislik və tibb üçün vəd

Ümumilikdə, bu tədqiqatın nəticələri mobil mühəndislik üçün əhəmiyyətli bir ümidvericidir.

Keung deyir ki, “Hüceyrə biologiyası baxımından bu iş bizə genlərin necə tənzimləndiyini və ifadə olunduğunu daha dərindən anlamağa imkan verir. Mühəndislik baxımından tapıntılarımız hüceyrə davranışını daha dinamik şəkildə idarə etmək üçün istifadə edilə bilər.”

“Məsələn, əgər siz əczaçılıq və ya biotibbi sektorlar üçün bioproduksiyalı zülallar və ya hüceyrə terapiyaları istehsal edirsinizsə, işimiz zülal istehsalı ilə bağlı fəaliyyətləri dəqiqləşdirmək üçün istifadə edilə bilər.”

“Eyni mənada, hətta təsadüfi gen ifadəsi nümunələri yaradan zülallar belə faydalı ola bilər. Məsələn, bir hüceyrədə bioistehsal yolunu optimallaşdırmağa çalışırsınızsa , hüceyrədəki bütün zülal səviyyələrini sınaqdan keçirməyin real dəyəri var”, Keung deyir. “Hansı zülal nisbəti ən yaxşı nəticəni verir? Bu ssenaridə, təsadüfi gen ifadəsini necə induksiya etməyi bilmək faydalı olardı, bu da əsasən hüceyrələrin müxtəlif səviyyələrdə zülal istehsal etməsini təmin etmək üçün bir yol yaradır.”

“Və hesablama modelinin də dəyərli olduğu yer budur. Hər bir zülalın nə etdiyini deyil, həm də necə etdiyini anlamaqla, mühəndislik baxımından məqsədlərinizə necə çatacağınız barədə daha məlumatlı qərarlar qəbul edə bilərsiniz.”

Nəşr detalları

Jessica B. Lee və digərləri, Epigenom Tənzimləyiciləri Müxtəlif Gen İfadə Dinamikası ilə Tək Bir Ökariotik Promotor İmbue edir, iScience (2026). DOI: 10.1016/j.isci.2026.115805

Jurnal məlumatları: iScience