Naukowcy, których prace są finansowane ze środków unijnych, przygotowali atlas ekspresji genów rozwijającego się zarodka myszy, pogłębiając w ten sposób wiedzę naukową na temat zasięgu transkrypcji genów. Wyniki badań opublikowane w czasopiśmie ''PLoS Biology'' zapewnią naukowcom informacje, jakich potrzebują, aby określić koekspresje genów oraz rozpoznać istniejące między nimi powiązania, które odgrywają kluczową rolę zarówno w procesach rozwojowych, jak i chorobowych.
Badania zostały częściowo dofinansowane z projektu EUREXPRESS (Europejskie konsorcjum na rzecz opracowania internetowego atlasu ekspresji genów poprzez hybrydyzację RNA [kwasu rybonukleinowego] in situ), który uzyskał niemal 11 mln EUR z tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR). W ramach projektu EUREXPRESS zgromadzono za pomocą hybrydyzacji RNA in situ przekrojów strzałkowych z embrionów myszy dane o ekspresji ponad 20.000 genów.
W toku ostatnich badań naukowcy z Instytutu Genetyki i Medycyny Telethon (TIGEM) we Włoszech włączyli dane o ekspresji ponad 18000 genów kodujących setki struktur anatomicznych do obszernego, interaktywnego, cyfrowego i otwartego atlasu ekspresji genów. Udało im się zidentyfikować tkankowo-swoiste i nakładające się sieci genów. Uzyskane informacje rzucają nowe światło na rozwijające się struktury, w tym kresomózgowie (cerebrum), które jest dużym rejonem mózgu odpowiedzialnym za różne funkcje, w tym motoryczne.

Zespół z powodzeniem skorelował fenotypy chorobowe z miejscami ekspresji genów i pozyskał informacje pomagające lepiej zrozumieć złożoną budowę segmentową mózgu ssaków. Dzięki atlasowi opracowanemu w ramach projektu EUREXPRESS, rozdzielczość komórkowa umożliwiła zespołowi rozpoznanie markerów genów, które charakteryzują dalszy podział molekularny organów, a także nowych, przypuszczalnych markerów rodowodu hematopoetycznego oraz ułatwiła kompleksowe mapowanie w całym organizmie kluczowych, rozwojowych ścieżek sygnałowych.

"Jakość i rozdzielczość danych ujawniła nowe domeny molekularne kilku struktur rozwojowych, takich jak śródmózgowie i nową budowę podwzgórza oraz dała wgląd w Wnt [ścieżkę sygnałową] uczestniczącą w różnicowaniu nabłonka w czasie rozwoju nerek" - czytamy w artykule.Profesor Andrea Ballabio z TIGEM twierdzi, że "prace te były możliwe jedynie dzięki ścisłej współpracy wszystkich zaangażowanych naukowców i dobrze ilustrują sukces, jaki można osiągnąć dzięki skoordynowanym i wspólnym działaniom. Atlas ekspresji genów będzie ważnym przewodnikiem przy odkrywaniu funkcji genów i mechanizmów chorób".

Wypowiadając się na temat wspólnych prac w ramach badań, profesor Stylianos E Antonarakis z Uniwersytetu Genewskiego w Szwajcarii, współautor artykułu, stwierdził: "Skala zadania wymagała zespołu specjalistów, których wspólna wiedza ekspercka z różnych dziedzin była potrzebna do osiągnięcia wyniku przewyższającego sumę poszczególnych części. Dane dostępne bez ograniczeń i imponujące zdjęcia będą olbrzymią pomocą dla wszystkich naukowców pracujących nad funkcjonowaniem genomu i molekularnymi przyczynami niezliczonych zaburzeń genetycznych".

Naukowcy podkreślają, że badania w dziedzinie genomiki pogłębiły naszą wiedzę na temat procesów fizjologicznych i patofizjologicznych, od chorób zakaźnych po nowotwory. Wyjaśniają, że generowanie dużych zbiorów danych i integracja zawartych w nich informacji to fundamentalne aspekty tego podejścia.

"Ustalenie kiedy i gdzie następuje ekspresja genów ma zasadnicze znaczenie dla poznania czy przewidzenia fizjologicznej roli genów i białek oraz sposobu ich interakcji, w wyniku której powstają złożone sieci leżące u podstaw rozwoju i funkcjonowania organów"- czytamy w artykule. "Postęp w poznawaniu sieci genów następuje dzięki wielkoskalowym, równoległym podejściom, które pozwalają objąć złożoność sieci genów jako całości".

W przyszłości dane te będzie można wykorzystywać do identyfikowania różnic regionalnych, które są trudne do ustalenia w strukturalnie złożonych organach, a także sygnatur ekspresji dla określonych populacji komórek.

Wkład w badania wnieśli naukowcy z Francji, Hiszpanii, Niemiec, Szwajcarii, USA, Wlk. Brytanii i Włoch.

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Diez-Roux, G., et al. (2011) A high-resolution anatomical atlas of the transcriptome in the mouse embryo. PLoS Biology, publikacja internetowa z dnia 18 stycznia. DOI: 10.1371/journal.pbio.1000582.