Nullomers - Nullomers

Nullomery jsou krátké sekvence DNA , které se nevyskytují v genomu druhu (například lidí), přestože jsou teoreticky možné. Nullomery musí být pod selektivním tlakem - například mohou být pro buňku toxické. Některé nullomery se ukázaly být užitečné při léčbě leukémie , rakoviny prsu a prostaty . Ve zdravých buňkách nejsou užitečné, protože normální buňky se vůči nim přizpůsobí a stanou se vůči nim imunní. Nullomery jsou také vyvíjeny pro použití jako DNA tagy, aby se zabránilo křížové kontaminaci při analýze materiálu z místa činu .

Pozadí

Nullomery jsou přirozeně dostupné, ale potenciálně nevyužité sekvence DNA . Určení těchto „zakázaných“ sekvencí může zlepšit porozumění základním pravidlům, která řídí vývoj sekvence . Sekvenování celého genomu ukázalo, že v genomových sekvencích existuje vysoká míra nejednotnosti. Když je kodon uměle nahrazen synonymním kodonem, často to má za následek smrtící změnu a buněčnou smrt. Předpokládá se, že je to způsobeno zastavením ribozomů a předčasným ukončením syntézy proteinů. Například AGA i CGA kódují arginin v bakteriích; Bakterie však téměř nikdy nepoužívají AGA, a když jsou nahrazeny, jsou smrtelné. Takové předpojatosti kodonů byly pozorovány u všech druhů a jsou příklady omezení evoluce sekvence . Jiné sekvence mohou mít selektivní tlak; například sekvence bohaté na GG se používají jako obětní jímky pro oxidační poškození, protože oxidační činidla jsou přitahována do oblastí se sekvencemi bohatými na GG a poté vyvolávají přetržení vlákna . Kromě toho bylo ukázáno, že statisticky významné nullomery (tj. Chybějící krátké sekvence, u nichž se vysoce předpokládá, že existují) v genomech viru jsou rozpoznávací místa restrikce, což naznačuje, že viry se pravděpodobně zbavily těchto motivů, aby usnadnily invazi bakteriálních hostitelů. Nullomers Database poskytuje komplexní sbírku minimálních chybějících sekvencí stovek druhů a virů, jakož i lidských a myších proteomů.

Léčba rakoviny

Nullomery byly použity jako přístup k objevování a vývoji léčiv . Nullomerové peptidy byly testovány na protirakovinné působení . Absentní sekvence mají přidány krátké polyargininové konce za účelem zvýšení rozpustnosti a absorpce do buňky za vzniku peptidů nazývaných PolyArgNulloPs. U jedné úspěšné sekvence, RRRRRNWMWC, bylo prokázáno, že má smrtelné účinky při rakovině prsu a prostaty . Poškodilo mitochondrie zvýšením produkce ROS , což snížilo produkci ATP , což vedlo k inhibici buněčného růstu a buněčné smrti . Normální buňky vykazují v průběhu času sníženou citlivost na PolyArgNulloPs.

Kriminalistika

Náhodný přenos biologického materiálu obsahujícího DNA může způsobit zavádějící výsledky. Toto je obzvláště důležité v soudních a kriminalistických laboratořích, kde chyby mohou způsobit, že nevinná osoba bude odsouzena za zločin. Neexistoval žádný způsob, jak zjistit, zda byl referenční vzorek chybně označen jako důkaz nebo zda byl forenzní vzorek kontaminován, ale k referenčním vzorkům lze přidat čárový kód nullomer, aby se odlišily od důkazů při analýze. Značkování lze provádět během odběru vzorků, aniž by byly ovlivněny výsledky genotypu nebo kvantifikace. Impregnovaný filtrační papír s různými nullomery lze použít k nasáknutí a uložení vzorků DNA z místa činu, díky čemuž je technologie jednoduchá a účinná. Značení pomocí nullomerů lze detekovat-i když jsou zředěny na milionnásobek a vylity na důkazy, tyto značky jsou stále jasně detekovány. Označování tímto způsobem podporuje doporučení Národní rady pro výzkum týkající se kontroly kvality s cílem omezit podvody a chyby.

Reference