popularyzatorski opis rezultatów projektu

advertisement
Nr wniosku: 152086, nr raportu: 2522. Kierownik (z rap.): dr inż. Roman Tomasz Jaksik
Różnorodność odpowiedzi komórkowej na promieniowanie jest bardzo istotnym problemem współczesnej medycyny a
analiza procesów regulatorowych, które są jej podłożem stanowi duże wyzwanie dla współczesnych metod modelowania
procesów i zjawisk biologicznych. Badania wpływu promieniowania na odpowiedź komórek w postaci zmiany profilu
ekspresji genów mogą dostarczyć odpowiedzi na bardzo wiele pytań związanych ze zróżnicowaniem mechanizmów
naprawy bądź programowej śmierci komórek.
W ramach projektu przeprowadzono analizę procesów regulacji ekspresji genów w komórkach nowotworowych
eksponowanych na działanie promieniowania jonizującego, w niskiej dawce jaka stosowana jest podczas radioterapii. W
pierwszym etapie przeprowadzono analizę danych z eksperymentów wykorzystujących mikromacierze
oligonukleotydowe, technologię, która przez ostatnie lata stała się jednym z podstawowych narzędzi badań w biologii
molekularnej a także elementem nowoczesnej diagnostyki klinicznej. Pomimo ogromnego rozwoju tej technologii w
ciągu ostatniej dekady, interpretacja wyników tego typu badań jest nadal problematyczna, ze względu na liczne luki w
zrozumieniu zasad jej działania. W wyniku przeprowadzonych w projekcie badań zaobserwowano nieopisane dotychczas
zależności pomiędzy zmianą poziomu ekspresji genów a ich składem nukleotydowym. Pokazano, że tego typu zależność
może być artefaktem samej metody pomiarowej i wskazano możliwe źródła tego zjawiska leżące u podstaw samej
procedury doświadczalnej, którą niezwykle trudno jest kontrolować w stopniu jaki pozwalałby temu uniknąć. W związku
z tym zaproponowano nowy algorytm przetwarzania danych którego celem jest przeciwdziałanie temu zjawisku i z
powodzeniem przetestowano jego skuteczność na publicznie dostępnych zbiorach danych mikromacierzowych.
Opracowaną metodę przetwarzania danych wykorzystano do scharakteryzowania odpowiedzi komórek na
promieniowanie jonizujące. Wykonana analiza wskazuje na istotne znaczenie procesów regulacji bazujących na krótkich
cząsteczkach RNA, tzw. mikroRNA w regulacji poziomów ekspresji genów napromieniowanych komórek.
Zaobserwowany wzrost poziomu ekspresji genów bogatych w miejsca wiążące mikroRNA sugeruje relaksację procesów
związanych z degradacją transkryptów w procesie regulacji, co potwierdza zaobserwowany spadek poziomu mikroRNA
w komórkach eksponowanych na promieniowanie. W ramach weryfikacji uzyskanych wyników przeprowadzono
dodatkowe eksperymenty, w których do komórki wprowadzono gen kodujący białko lucyferazy o sekwencji
nukleotydowej, która pozwala na jego regulacje przez różne cząsteczki mikroRNA a także określone białka regulatorowe.
Obserwacje zmian poziomu fluorescencji lucyferazy w napromieniowanych komórkach umożliwiły potwierdzenie roli
określonych cząsteczek miRNA i białka Auf1 w regulacji ekspresji genów.
Przeprowadzona w ramach pracy analiza bioinformatyczna potwierdzona eksperymentami biologicznymi może się
przyczynić się do lepszego zrozumienia mechanizmów odpowiedzi komórkowej na promieniowanie jonizujące oraz roli
różnych elementów regulacyjnych w jej wyindukowaniu. Badania nad źródłami niedokładności pomiarowych w
eksperymentach opartych o mikromacierze oligonukleotydowe a w szczególności analiza wpływu składu nukleotydowego
genów na oszacowane zmiany w ich poziomach ekspresji, mogą w znaczny sposób zwiększyć dokładność tego typu
metod.
Mikromacierze nie są jedyną techniką pomiarową, której rezultaty mogą być uzależnione od składu nukleotydowego
badanych genów. Podobny problem jak ten opisany dla mikromacierzy może dotyczyć także eksperymentów opartych o
sekwencjonowanie RNA oraz w szczególności w eksperymentach opartych o technikę RT-qPCR a także wszędzie tam,
gdzie wykorzystywane są techniki amplifikacji materiału biologicznego lub zjawisko hybrydyzacji. Świadomość tego
zjawiska na etapie projektowania eksperymentu i w szczególności analizy danych może przyczynić się do lepszej
interpretacji uzyskanych w przyszłości wyników badań.
Download
Random flashcards
123

2 Cards oauth2_google_0a87d737-559d-4799-9194-d76e8d2e5390

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

Create flashcards