Brug af netværk til at forstå vævsspecifik genregulering

Forskere ved Brigham and Women's Hospital har opdaget, at forskellige vævsfunktioner opstår fra et biologisk kernemaskineri, der stort set deles på tværs af væv, snarere end fra deres egne individuelle regulatorer. I et blad udgivet i Cellerapporter , Kimberly Glass, PhD, fra Channing-afdelingen for netværksmedicin, og hendes team forklarer, hvordan de har brugt PANDA (Passing Attributes between Networks for Data Assimilation) til at skabe netværksmodeller af interaktionen mellem transkriptionsfaktorer og gener, finde ud af, at tilstedeværelsen af ​​forskellige vævsfunktioner er resultatet af subtile, vævsspecifikke skift i et regulatorisk netværk. For hver af disse vævsspecifikke funktioner, netværket har de samme kernekomponenter, men de er kombineret på forskellige måder med tilføjet genetisk og miljømæssig information. Holdet analyserede data fra Genotype-Tissue Expression (GTEx) konsortiet, blandt andre lovgivningsmæssige informationskilder, at rekonstruere og karakterisere regulatoriske netværk for 38 væv.

PANDA, en model skabt af Glass og hendes team i 2013, var unikt kvalificeret til denne undersøgelse, fordi den mere præcist kan modellere interaktioner mellem transkriptionsfaktorer - som hjælper med at kontrollere, hvor, hvornår og i hvilket omfang gener bliver aktiveret - og deres mål. At opsummere de komplekse interaktioner mellem transkriptionsfaktorer og gener er et vigtigt skridt i forståelsen af ​​mønstre i netværket, der informerer om, hvordan genregulering giver anledning til en række specifikke vævsfunktioner.

Forfatterne observerede også, at reguleringen af ​​specifik vævsfunktion stort set er uafhængig af transskriptionsfaktorekspression. De bemærker, at der er cirka 30, 000 gener i det menneskelige genom, men færre end 2, 000 af dem koder for transskriptionsfaktorer.

"Der skal udføres et stort antal processer for at et væv kan fungere ordentligt, " sagde Glass. "I stedet for at aktivere bestemte transkriptionsfaktorer for at udføre disse forskellige processer, vi finder ud af, at netværkene, der forbinder disse regulatorer til deres målgener, er rekonfigureret til mere effektivt at koordinere aktiveringen af ​​disse vævsfunktioner."

Holdet bemærker, at deres arbejde fremhæver vigtigheden af ​​at overveje konteksten af ​​specifikke væv, når de udvikler lægemiddelterapier. I betragtning af at ændrede regulatoriske netværk styrer forskellige funktioner, dette vil være vigtigt for at forstå de potentielle bivirkninger af lægemidler uden for målvævet.