Resultate der Analyse der Mannschaft konnten einige Anwendungen haben. „Unsere statistische Analyse kann nützlich sein, wenn man voraussagt, welche Krankheit-verursachenden microsatellites wahrscheinlich sind, hohe Rate Veränderungen der denovo zu haben,“, sagte Makova. Veränderungen Denovo sind die, die zum ersten Mal in einer Familie auftreten.
Zusätzlich zum Sein des Wertes zu den medizinischen Genetikern, sagte Makova, dass die Resultate Kriminalistikexperten und Erhaltungsgenetiker nützlich sein können. Weil microsatellites unter Einzelpersonen in den gesunden Bevölkerungen in hohem Grade variabel sind, können sie von den Kriminalistikexperten benutzt werden, um Verbrecher zu identifizierenen. Ähnlich können Erhaltungsgenetiker einen Mangel an microsatellite Veränderlichkeit unter Einzelpersonen in einer Gruppe verwenden, um Bevölkerungen zu unterscheiden, die mit niedriger genetischer Verschiedenartigkeit gedroht werden. Durch die Bestimmung der wichtigsten Faktoren, die zur microsatellite Mutabilität beitragen -- die Fähigkeit der microsatellites sich zu ändern -- die Forschung der Mannschaft kann Wissenschaftlern helfen, microsatellites festzulegen, die für ihren Bereich der Forschung besonders wichtig sind.
„Haben gewesen die Reports, die anzeigen, dass einzelne Faktoren microsatellite beeinflussen konnten Mutabilität, aber niemand hat, wie diese Faktoren auf einander und einwirken das Faktoren wichtiger sind,“ sagte Makova betrachtet. „Dieses ist die erste Studie, zum der mehrfachen Faktoren zusammenzubringen, die beeinflussen microsatellite Entwicklung.“
Insbesondere die Gruppe, die auch Yogeshwar Kelkar, ein Student im Aufbaustudium im integrative Biowissenschaft-graduierten Programm, Svitlana Tyekucheva, einen Student im Aufbaustudium in den Statistiken und Francesca Chiaromonte umfaßte, ein außerordentlicher Professor der Statistiken, überprüfte Muster der Evolutionsänderung in sich wiederholender DNA. Ein Beispiel ist die microsatellite Reihenfolge ACACACACAC. Die Wiederholungszahl dieser Beispielreihenfolge ist fünf; das heißt, treten die wiederholten Nukleotide A und C (Adenin und Cytosin) zusammen fünfmal, jede Wiederholungslänge ist zwei auf, und die Länge des vollen microsatellite ist 10. Die Mannschaft fand dass diese drei Faktoren -- Zahl, Wiederholungslänge und microsatellite Länge wiederholen -- waren die bedeutendsten Faktoren, die microsatellite Mutabilität beeinflussen.
Makovas Forschungsteam forschte die Rate der Entwicklung von microsatellites nach, indem es die im menschlichen Genom mit vergleichbaren microsatellites im Schimpansegenom kontrastierte. Microsatellites, das zwischen den zwei Sorten sich unterschied, wurden betrachtet, die durchgemachten Evolutionsänderungen zu haben, die durch Veränderungen bewerkstelligt wurden. Die Gruppe war folglich in der Lage, den Grad des Unterschieds zwischen den zwei Sorten als Vollmacht für die Veränderungrate der spezifischen microsatellites zu verwenden.
Sobald die Wissenschaftler die microsatellites identifizierenten, die hohe Veränderungrate hatten, suchten sie, festzustellen, welche Faktoren für die Veränderungen verantwortlich waren. Zusätzlich zu finden, dass microsatellite Länge, Zahl wiederholen, und Wiederholungslänge waren wichtig, fanden ihnen auch drei weitere Faktoren, die Mutabilität beeinflussen: Aufbau, Position auf Geschlechtschromosomen gegen die Chromosomen, die nicht in Geschlechtsermittlung (Autosomen) mit einbezogen werden und Position nach innen wiederholen gegen Außenseite bewegliche DNA-Reihenfolgen (Alu Reihenfolgen).
„Die Analyse bestätigte, was wir erwarteten,“ sagte Makova. „Mutabilität erhöht sich mit der Wiederholungszahl und microsatellite Länge, wahrscheinlich wegen einer erhöhten Wahrscheinlichkeit des Abrutschens [der Prozess, durch den zwei Stränge DNA falsch ausrichten]. Jedoch stellten wir nicht fest, gerade wie stark das Verhältnis war. Abhängig von der Zahl Wiederholungen, schwankte die Mutabilität von microsatellites mit der gleichen Wiederholungslänge mehr als 100fach!“
Zusätzlich zu diesen Entdeckungen fand die Mannschaft, dass Mutabilität mit Wiederholungslänge sich verringert, vielleicht, weil, für eine örtlich festgelegte Länge, längere Wiederholungen anzeigen, dass eine niedrigere Wiederholungszahl und -mutabilität für microsatellites mit niedrigeren Wiederholungszahlen niedriger ist. An den kürzeren Längen, an erklärtem Makova, AN DNA-zuverlässig und leistungsfähig Korrektur lesen und an der Reparaturmechanismusfunktion.
Die Mannschaft entdeckte auch, dass Wiederholungsaufbau ein bedeutendes Kommandogerät der microsatellite Mutabilität war. Zum Beispiel war Mutabilität für Reihenfolgen mit wiederholten a als für Reihenfolgen mit wiederholten c an den niedrigen Wiederholungszahlen höher. Unter den microsatellites mit Wiederholungsgrößen von zwei, AN (Adenin und Thymine) hatte die höchste Mutabilität. AG (Adenin und Guanin) hatte höhere Mutabilität als Wechselstrom für Wiederholungen grösser als 15. Die Mannschaft schrieb diese Unterschiede der Stärke der Wasserstoffbindungen zwischen den zwei Nukleotiden zu -- die grundlegende Untereinheit DNA -- und zur Fähigkeit der microsatellites, sich auf selbst in eine „Haarnadel“ Form zurück zu kräuseln.
Schließlich überprüften die Forscher die Effekte auf Mutabilität einer Position der microsatellites nach innen gegen äußere Alu Reihenfolgen. „Wir waren überrascht, zu finden, dass der Effekt der Position in den Alu Reihenfolgen nur für Monokleotid microsatellites offensichtlich ist [microsatellites mit nur einer Art Nukleotid; z.B. AAAAAA],“ sagte Makova. „Mutabilität war höher, als Monokleotidreihenfolgen mit niedrigen Wiederholungszahlen waren nach innen oder überschnitten mit Alu Reihenfolgen.“
Zusätzlich zur Arbeit, die hier beschrieben wird, Makovas schließt Papier der Mannschaft einige zusätzliche Entdeckungen ein. „Microsatellite Instabilität wird im Krebs impliziert und zahlreiche neurologische Krankheiten,“ sagten Makova. „Unsere Entdeckungen sind Forscher, die diese Krankheiten, sowie zu Kriminalistikexperten, Erhaltungsgenetiker studieren, und andere Fachleute nützlich, die benutzen microsatellites.“
Diese Forschung wurde von den nationalen Instituten der Gesundheit gestützt.
[Sara LaJeunesse/B K K]
KONTAKTE:
Kateryna D. Makova: (+1) 814-863-1619, kdm16@psu.edu
Barbara Kennedy (PIO): (+1) 814-863-4682, science@psu.edu |
