داخل المنطقة الداكنة الغامضة للجينوم البشرى

ENCODE
المحتوى
الوصف	whole-genome data
الاتصال
مركز الأبحاث	University of California Santa Cruz
المعمل	Center for Biomolecular Science and Engineering
المؤلفون	Brian J Raney
المرجع الأولي	PMID 21037257
تاريخ النشر	2010
الولوج
المسقط الإلكتروني	encodeproject.org
Tools
متفرقات

موسوعة عناصر الحمض النووي (ENCODE) هواتحاد البحوث العامة التي أطلقها المعهد الوطني لبحوث الجينوم البشري (NHGRI) ب الولايات المتحدة في سبتمبر 2003. الهدف هوالعثور على جميع العناصر الوظيفية في الجينوم البشرى ، واحدة من أبرز المشاريع التي أفرزها NHGRI بعد حتى أكملت بنجاح مشروع الجينوم البشري. وسيتم الإفراج عن جميع البيانات التي تم إنشاؤها في سياق المشروع بسرعة إلى قواعد البيانات العامة.

فيخمسة سبتمبر 2012، تم الإفصاح عن النتائج الأولية للمشروع في مجموعة منسقة من 30 ورقة نشرت في المجلات الطبيعة (مجلة)، الجينوم فهم الأحياء و بحوث الجينوم. جميع هذه المنشورات تظهر حتى ما لا يقل عن 80٪ من DNA غير المكودة في الجينوم البشري هى نشطة بيولوجيا، بدلا من حتى تكون مجرد "خردة" كما كان يعتقد في السابق. وهذا أمر مهم لأن 98٪ من الجينوم البشري هوغير مكود أوغير مرمز، وهذا يعني أنه لا ترميز مباشرة في متواليات البروتين .

الخلفيات

عندما أزاح الفهماء تسلسل الجينوم البشري قبل عقد من الزمن،فقد كان ذلك إلى حد ما مثل الذى يبحث في مخطط بلغة خارجية - تميزت بوجود جميع شيء في مسقطه السليم، ولكن لا أحد يمكن حتى يقول ما الذي يعنيه جميع شيء. وكان حوالي 1٪ فقط من رموز الجينوم التى تمثل البروتينات التي تعمل اي شيء في الواقع ، وبالتالي فإن بقية الحمض النووي لدينا مثل المادة المظلمة البيولوجية ، تعمل بطرق غامضة. الآن، وبعد سنوات من الجهد الضخم فإن الفهماء يعتقدون ان لديهم بعض الإجابات.

وهناك مشروع لمدة خمس سنوات يسمى ENCODE أوترميز، وهوإختصار للحدثة موسوعة عناصر الحمض النووي وجدت حتى حوالي 80 في المئة من الجينوم البشري نشطة بيولوجيا، وتأثيرها يضم كيفية التعبير عن الجينات القريبة وعلى أية أنواع من الخلايا تعمل. انها ليست DNA خردة، كما كان يعتقد في السابق - بدلا من ذلك، فإن هذه المناطق غير المرمزة من الحمض النووي يمكن حتىقد يكون لها تأثير كبير على الأمراض والطفرات الوراثية، هكذا يقول الباحثون.

سيقوم المشروع بإعادة كتابة المراجع الفهمية، وتحويل المخطط المعماري للجينوم البشري إلى مخطط لليسطرة ودليل للتعليمات التي تشرح كيف من الممكن أن يمكن للجينات حتى تشتغل وأن تتوقف . هذه القواعد تملي أي شيء من التطور الجنيني حتى عملية الشيخوخة.

الفترة التجريبية

وقد بدأ المشروع بفترة تجريبية 12 مليون دولار لتقييم مجموعة متنوعة من أساليب مختلفة لاستخدامها في مراحل لاحقة. تم استخدام عدد من التقنيات الموجودة في ذلك الوقت لتحليل جزء من الجينوم يساوي حوالي 1٪ (30 مليون الأساس أزواج)(30 million base-pairs). .وتم تقييم نتائج هذه التحليلات على أساس قدرتهم على تحديد مناطق DNA التي كانت معروفة أويشتبه في أنها تحتوي عناصر وظيفية. وقد تم اختيار يدويا 50٪ من العينة المختارة المنطقة للدراسة في إطار هذه الفترة في حين تم اختيار ال 50٪ الأخرى عشوائيا. تم اختيار مناطق مختارة يدويا على أساس وجود دراسة جيدة الجينات وتوافر بيانات مقارنة. أساليب تقييم ضمت لونين مناعي (ChIP) والكمية PCR.

المشروع التجريبي للترميز ENCODE أصدر بسرعة كافة البيانات الخاصة به في قواعد البيانات العامة. تم الانتهاء من الفترة التجريبية بنجاح ونشرت النتائج في يونيو2007 في الطبيعة وفي عدد خاص من مجلة بحوث الجينوم.استاذ علوم الحاسوب في MIT مانوليس Kellis هوواحد من مئات الفهماء المشاركين في المشروع ENCODE، وأوضح حتى المشروع يزيح الستر تماما عن الاختلافات بين النوكليوتيدات التي تجعلنا متفردين بشر.

“الذى يسمح لنا مشروع الترميز بعمله هوتقديم شرح لوظيفة جميع نيكيوتايد في الجيتوم, بحيث أنه عندماقد يكون قد تحور، فنحن يمكننا حتى نحرز بعض التنبؤات حول الآثار الناجمة عن الطفرة "، كما تقول أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ..

ENCODE يقوم بمسح جميع 3.2 بليون نوكليوتيدات مجتمعة A، C، G T والتي تشكل الجينات وأقسامها التنظيمية. وقد أآحالت بعض المقاطع الأحفورية المثيرة للاهتمام - وبعض آثار DNA من تاريخنا التطوري—ويقترح حتى بعض هذه "الجينات الكاذبة" ليست نائمة بعد جميع شيء، ولكن لا تزال نشطة ولكن RNAغير مرمزة. أجرى الباحثون فيما بعد أكثر من 400 بحثا تمخضت عن 1600 تجربة ضمت 150 نوعا من الأنسجة البشرية خلال السنوات الخمس الماضية لاستجلاء جميع هذا النشاط. إذا تم تقديم ترميز في شكل رسوم بيانية، فإن البيانات التي ولدت حتى الآن تملأ ملصقا طوله 30 كيلومترا وارتفاع 16 مترا، وفقا للأسوشيتد برس. النتائج التي توصل إليها مشروع ENCODE تظهر في أكثر من 30 ورقة فهمية هذا الأسبوع، في العلوم، الطبيعة والمجلات الأخرى.

الجانب الأكثر إثارة للاهتمام في الدراسة يظهر أنه الوظيفة القوية جدا للتنظيم الجينى. المتغيرات في الحمض النووي لدينا التي يمكن حتى تسبب السقم. لا تتبع دائما الجينات نفسهاوالتي هي مثيرة للاهتمام من وجهة نظر العلاج الجيني. بدلا من ذلك، كانت غالبا ما ترتبط بكونها بتر DNA التي تنظم تلك الجينات. في بعض الأحيان البتر التنظيمية هي قريبة من تلك التي يجري تنظيمها، ولكن في بعض الأحيان انهم بعيدا جدا - على الأقل من وجهة النظر الخطية.

توجد هناك ثروة من المعلومات والتبصر والتي يمكن استخلاصها من هذه النتائج، التى تقدر إستكشافها مع ذلك المستكشف التفاعلى للطبيعة, لقد كان الجينوم البشرى مجرد بداية.

وأوضح البروفيسور مارك غيرستين، والمؤلف الرئيسي لاثنين من هذه المواد، "من بين الإختلافات التى وصلت للمشروع هى pseudogenes - تمتد من الحمض النووي الأحفوري، بتر اثرية من الماضي التطوري البيولوجي وعلاوة على ذلك، بيانات المشروع أظهرت حتى عددا من pseudogenes تكون نشطة، ليست كجينات مرمزة للبروتينات ولكن ك ncRNAs ".

وكانت بيوميد المركزية تنشر مجلات يراجعها الخبراء على مدى 12 عاما , والآن لديها مجموعة من 270 من المجلات في العلوم والطب. فإن جميع المواد . فإن جميع مواد ENCODE الثلاثون قد يكون الوصول إليها مفتوحا - يعني حتى هذه المواد يفترض أن تكون متاحة على الانترنت حيث يمكن الوصول إليها بحرية للجميع وسوف تكون متاحة on the micro-site ENCODE explorer والتي يتم استضافتها من قبل الطبيعة وأيضا من خلال تطبيق آيباد.

أستاذ ايوان Birney، رئيس اتحاد ENCODE ذكر حتى "ENCODE كونسرتيوم متحمس جدا للعمل مع Genome Biology, BMC فهم الوراثة BMC وبيوميد المركزية لجعل تفاصيل عملنا معلنة على نطاق واسع. بواسطة تنسيق هذه المنشورات وخلق مسارات واضحة للبيانات الأصلية، وضمان حتى جميع ذلك هوالوصول المفتوح، أحرزنا هذه على نطاق واسع وجعلنا ترميز الموارد شفاف حقا ويمكن الوصول إليها بالنسبة للمجتمع الفهمي. "

FactorBook

An analysis of transcription factor binding data generated by the ENCODE project is available in the web-accessible repository FactorBook.

أنظر أيضا

GENCODE
SIMAP
Functional genomics

المراجع

^ Raney BJ, Cline MS, Rosenbloom KR, Dreszer TR, Learned K, Barber GP, Meyer LR, Sloan CA, Malladi VS, Roskin KM, Suh BB, Hinrichs AS, Clawson H, Zweig AS, Kirkup V, Fujita PA, Rhead B, Smith KE, Pohl A, Kuhn RM, Karolchik D, Haussler D, Kent, WJ (2011). "ENCODE whole-genome data in the UCSC genome browser (2011 update)". Nucleic Acids Res. 39 (Database issue): D871–5. doi:10.1093/nar/gkq1017. PMC 3013645. PMID 21037257. Unknown parameter |month= ignored (help)CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Maher B (2012). "ENCODE: The human encyclopaedia". Nature. 489 (7414): 46–48. doi:10.1038/489046a.
^ DOI:10.1371/journal.pbio.1001046
This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
^ PMID 17571346 (PubMed)
Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand
^ PMID 16925836 (PubMed)
Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand
^ "ENCODE project at UCSC". ENCODE Consortium. Retrieved 2012-09-05.
^ Walsh, Fergus (2012-09-05). "Detailed map of genome function". BBC News. Archived from the original on 2012-09-06. Retrieved 2012-09-06.
^ "ENCODE Pilot Project: Target Selection". The ENCODE Project: ENCyclopedia Of DNA Elements. United States National Human Genome Research Institute. 2011-08-01. Retrieved 2011-08-05.
^ "ENCODE Project at UCSC". University of California at Santa Cruz. Retrieved 2011-08-05.
^ DOI:10.1101/gr.6534207
This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
^ FactorBook