Wissenschaftler verfeinern das Modell, um gefährliche Fehler bei der Zellteilung vorherzusagen: Erkenntnisse könnten zum Verständnis von Krebs hilfreich sein | 2020

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Anonim

In einer Studie in der Zeitschrift Molekularbiologie der Zelle Die Gruppe erläuterte ihre Ergebnisse in Laborexperimenten, in denen untersucht wurde, wie sich mutierte Zellen durch eine Reihe von Prozessen bewegten, um ihr genetisches Material zu duplizieren und zu teilen.

Unter Verwendung dieser Ergebnisse entwickelte die Gruppe genauere Techniken zur Vorhersage der Auswirkungen von Genmutationen auf die Fähigkeit einer Zelle, ihre Teilungsrate unter Verwendung natürlicher Kontrollpunkte wie der Zellgröße und der Verfügbarkeit von Nährstoffen zu regulieren.

"Zellteilung ist ein energieintensiver Prozess", sagte Neil Adames, Hauptautor der Studie und leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter am Virginia Bioinformatics Institute. "Zellen müssen ihre Größe regulieren, um Nährstoffe effektiv aus ihrer Umgebung aufzunehmen und die richtigen Konzentrationen an Molekülen aufrechtzuerhalten. Daher verpflichten sich gesunde Zellen normalerweise nicht, ihre Chromosomen zu duplizieren, bis sie eine ausreichende Größe und Masse erreicht haben."

Laut einer Studie aus dem Jahr 2013 in den Annals of Human Biology gibt es im durchschnittlichen erwachsenen menschlichen Körper ungefähr 32,7 Billionen Zellen. Bei einer Zellteilung, die zig Milliarden Mal pro Tag auftritt, wirken Checkpoints wie die minimale Zellgröße als Bremse für die Zellteilung, um kritische Fehler zu minimieren.

In der neuen Studie testeten die Forscher Vorhersagen, ob Hefezellen mit bestimmten Mutationen überleben und sich vermehren können. Ungenaue Vorhersagen wurden verwendet, um das Modell zu verbessern und ein besseres Verständnis der biochemischen Mechanismen zu ermöglichen, die die Zellteilung steuern.

Dieses "integrative" Modell ist das Ergebnis einer langfristigen Zusammenarbeit mehrerer Forscher von Virginia Tech, darunter Jean Peccoud, Professor am Virginia Bioinformatics Institute; T.M. Murali, Professor für Informatik am College of Engineering; und John Tyson, Universitätsprofessor für Biowissenschaften am College of Science.

"Biologische Experimente haben dazu beigetragen, die Produktion neuer Algorithmen in unserem Team voranzutreiben, mit denen nun in Sekundenschnelle Verbindungen zwischen zellulären Prozessen hergestellt werden können", sagte Murali. "Durch die Zusammenarbeit bei der Verbesserung dieses Modells kann das Forschungsteam Hypothesen schneller als je zuvor erstellen und testen."

Dieser optimierte Prozess könnte besonders für die Krebsforschung von Vorteil sein, bei der die Wissenschaftler immer noch Schwierigkeiten haben, zu beurteilen, wie bestimmte Mutationen gedeihen und sich reproduzieren können.