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PLoS Genet:揭示相同遗传突变引发不同疾病表现的分子机理

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来源:生物谷 2013-08-04 00:57

2013年8月4日 讯 /生物谷BIOON/ --如果两位女性具有相同的遗传突变而使其患疾病如乳腺癌等的风险升高,那么为何最终只有一个人患病呢?刊登在近日的国际杂志PLoS Genetics上的一篇研究报告中,来自密歇根州立大学的研究者通过研究揭示了机体中其余的基因组如何同基因突变相互作用从而在个体中引发不同的疾病表现。

2013年8月4日 讯 /生物谷BIOON/ --如果两位女性具有相同的遗传突变而使其患疾病如乳腺癌等的风险升高,那么为何最终只有一个人患病呢?刊登在近日的国际杂志PLoS Genetics上的一篇研究报告中,来自密歇根州立大学的研究者通过研究揭示了机体中其余的基因组如何同基因突变相互作用从而在个体中引发不同的疾病表现。

研究者Ian Dworkin表示,长期以来我们都知道遗传突变可以修饰每个人的机体效应,而且我们也知道个体基因组的微小差异也可以影响基因如何突变以及不同的效应。研究者开展这项研究旨在揭示常见类型的遗传背景改变遗传突变的频率如何。

使用果蝇基因组研究者发现,野生型的遗传背景可以在75%的程度上影响基因突变之间的相互作用结果,这或许可以帮助科学家构建一定的遗传网络从而揭示基因间的作用方式。

这项研究给我们一些暗示,就是每个女性的遗传背景如何影响其机体突变的表达,最终引发不同的疾病结果,这项研究也帮助科学家解释了为何有些人可以从某种疗法中获益,而有些人不会获益或者会产生对疗法的耐药性。

很有可能很多疾病都包含有一些遗传突变的成分,比如癌症、帕金森疾病等,疾病的发病过程就涉及多基因相互影响的作用,研究者下一步计划去仔细分析并且梳理这其中的机制,Dworki教授表示,是否只是两对基因在相互作用最终导致其它许多基因也开始修饰其中的反应,这将帮助研究者理解其中反应的复杂程度和奥秘。相关研究由美国国家科学基金提供资助。(生物谷Bioon.com)

The Conditional Nature of Genetic Interactions: The Consequences of Wild-Type Backgrounds on Mutational Interactions in a Genome-Wide Modifier Screen

Sudarshan Chari,Ian Dworkin

The phenotypic outcome of a mutation cannot be simply mapped onto the underlying DNA variant. Instead, the phenotype is a function of the allele, the genetic background in which it occurs and the environment where the mutational effects are expressed. While the influence of genetic background on the expressivity of individual mutations is recognized, its consequences on the interactions between genes, or the genetic network they form, is largely unknown. The description of genetic networks is essential for much of biology; yet if, and how, the topologies of such networks are influenced by background is unknown. Furthermore, a comprehensive examination of the background dependent nature of genetic interactions may lead to identification of novel modifiers of biological processes. Previous work in Drosophila melanogaster demonstrated that wild-type genetic background influences the effects of an allele of scalloped (sd), with respect to both its principal consequence on wing development and its interactions with a mutation in optomotor blind. In this study we address whether the background dependence of mutational interactions is a general property of genetic systems by performing a genome wide dominant modifier screen of the sdE3 allele in two wild-type genetic backgrounds using molecularly defined deletions. We demonstrate that ~74% of all modifiers of the sdE3 phenotype are background-dependent due in part to differential sensitivity to genetic perturbation. These background dependent interactions include some with qualitative differences in the phenotypic outcome, as well as instances of sign epistasis. This suggests that genetic interactions are often contingent on genetic background, with flexibility in genetic networks due to segregating variation in populations. Such background dependent effects can substantially alter conclusions about how genes influence biological processes, the potential for genetic screens in alternative wild-type backgrounds identifying new loci that contribute to trait expression, and the inferences of the topology of genetic networks. .

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