Frühen embryonalen Entwicklung der Wirbeltiere wird durch die Gene und ihre "Grammatik" gesteuert. Die Entschlüsselung dieses Grammatik könnte helfen, die Bildung von Anomalien oder Krebs oder die Entwicklung neuer Medikamente . Zum ersten Mal ist es jetzt eine Studie, die verschiedenen Mechanismen der Transkription von DNA in RNA während der Genexpression in den verschiedenen Entwicklungsphasen von Zebrabärbling existieren gefunden. Diese Studie wird durch die KIT-Forscher in der Zeitschrift Nature vorgestellt.
Nach mehreren Genome sequenziert worden und menschliche Erbgut entschlüsselt wurde , viele Fragen in Bezug auf die Struktur und Funktion der Erbinformation immer noch unbeantwortet . Auf der DNA ( Desoxyribonukleinsäure) , dem Träger der genetischen Information , Wissenschaftler suchen für die Grammatik der Regulation der Genexpression , zum Beispiel. Das Ergebnis dieser Genexpression ist das RNA ( Ribonukleinsäure) , die genetische Information in Protein umwandelt. Ein Hauptprozessder Genexpression ist die Transkription durch die RNA- entsprechend einer DNA-Matrize synthetisiert. Es ist jedoch noch nicht bekannt , wo genau die Transkription beginnt, und das regelmäßig wiederkehrende DNA- Segmente DNA-Modifikationen oder strukturelle Modifikationen der DNA erforderlich sind, um den Beginn der Transkription zu bestimmen. Vollständiges Verständnis der Transkriptionsregulation könnte für bestimmte Eingriffe in diese Mechanismen und die Entwicklung neuer Medikamente gegen Krankheiten zu ermöglichen.
Ein internationales Team von Wissenschaftlern, darunter Uwe Strähle , Leiter des Instituts für Toxikologie und Genetik (ITG ) am KIT , und sein Mitarbeiter Dr. Olivier Amant und Dr. Marco Ferg , untersuchte die Prozesse mit dem Start der Transkription im Zebrafisch in assoziiert mehr Details. Der ITG wird mit der Europäischen Zebrafisch- Ressourcencenter ( EZRC ) , ein zentrales Archiv für Fischzucht und Verbreitung und Screening -Center. In der Genetik ist der Zebrafisch als ein wichtiger Modellorganismus für das Studium der Wirbeltiere. Mit der CAGE ( Cap Analyse der Genexpression) Hochdurchsatzverfahren , ermittelt die Wissenschaftler die Startpunkte der Transkription von vielen Tausenden von Genen in verschiedenen Phasen der embryonalen Entwicklung des Zebrafisches .
Vergleich der Daten ergab, daß die Verwendung bestimmter Ausgangspunkte unterscheidet sich in zwei Phasen der embryonalen Entwicklung, insbesondere : Vor und nach der Aktivierung des embryonale Genom. " Vor der Aktivierung verwendet die wachsenden Embryo Transkripte von der Mutter in das Ei für die Produktion von Proteinen hinterlegt ", erklärt Dr. Marco Ferg , ITG . " Das Genom der Mutter wirkt als Matrix oder komplementären Templates. Nach der Aktivierung des embryonale Genom , werden die neu erzeugten Transkripte . Dann dient das Genom der Embryo als Matrix ". Mit Hilfe der so genannten Next-Generation- Sequenzierungsverfahren zur Decodierung unbekannte DNA-Sequenzen bei hohen Durchsätzen waren die ITG Forscher die erste zu erfahren, dass verschiedene Transkriptionsmechanismenin unterschiedlichen Entwicklungsphasen vorhanden sind.
Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um zu bestimmen, ob die spezifische Verwendung von Transkriptionsstartstellenist ein weit verbreitet Mechanismus der Genregulation . "Wenn das der Fall ist , wäre es möglich , die Transkription zu steuern und gezielt Krankheiten wie Krebs, die durch fehlerhaften Transkription verursacht werden entgegenwirken zu können ", sagt Marco Ferg . " Aber wir sind immer noch in der Phase der Grundlagenforschung. "