नए संरचनात्मक ‘नक्शा’ के हल के रहस्यों विशाल जीन नियामक — ScienceDaily


संरचनात्मक जीव विज्ञान के लिए इस्तेमाल किया गया ‘नक्शा’ नामक प्रोटीन का हिस्सा SMCHD1 समझा, कि कैसे में कुछ परिवर्तन SMCHD1 कारण कुछ विकासात्मक और अपक्षयी स्थिति.

में पत्रिका का प्रकाशन विज्ञान संकेतन, वाल्टर और एलिजा हॉल संस्थान की टीम से पता चला की संरचना के हिस्से SMCHD1 प्रोटीन है कि महत्वपूर्ण है करने के लिए अपने समारोह में ‘स्विच ऑफ’ जीन. वंशानुगत म्यूटेशन के इस हिस्से में SMCHD1 जोड़ा गया है करने के लिए एक विकासात्मक विकार और एक के रूप पेशी dystrophy.

इस दशक लंबे अनुसंधान परियोजना के नेतृत्व में किया गया था डॉ मिशेल चेन, एमएस एलेक्जेंड्रा Gurzau, डॉ रिचर्ड Birkinshaw, एसोसिएट प्रोफेसर जेम्स मर्फी, प्रोफेसर Marnie Blewitt और एसोसिएट प्रोफेसर पीटर Czabotar.

जीन की अभिव्यक्ति को विनियमित

मानव जीनोम में शामिल लगभग 20,000 जीन है, जो प्रत्यक्ष प्रोटीन के उत्पादन के भीतर, कोशिकाओं को प्रभावित कैसे की कोशिकाओं के समारोह में. जीन हो सकते हैं ‘बंद’ पर ‘या ‘ बंद’ अलग अलग समय पर और अलग अलग सेल प्रकार के फेरबदल की मात्रा इसी प्रोटीन कोशिकाओं के भीतर और कोशिकाओं के व्यवहार. सही संतुलन के इस जीन ‘अभिव्यक्ति’ के लिए महत्वपूर्ण है स्वस्थ विकास और जीवन भर.

SMCHD1 है एक प्रोटीन है कि कर सकते हैं, विशेष रूप से स्विच जीन बंद, को प्रभावित कैसे की कोशिकाओं के समारोह में. विरासत में परिवर्तन SMCHD1 जोड़ा गया है करने के लिए एक फार्म की पेशी कुपोषण कहा जाता है, facioscapulohumeral dystrophy (FSHD), के रूप में अच्छी तरह के रूप में एक दुर्लभ विकासात्मक विकार कहा जाता है, प्रिंट arhinia micropthalmia सिंड्रोम (बीएएमएस), ने कहा कि पीएचडी के छात्र एमएस एलेक्जेंड्रा Gurzau.

“जांच से संरचना और जीव विज्ञान के SMCHD1, हम आशा है कि बेहतर समझने के लिए कर रहे हैं कि रोगों के साथ जुड़े में परिवर्तन SMCHD1, के रूप में अच्छी तरह के रूप में खुलासा कैसे इस प्रोटीन के कार्यों में स्वस्थ कोशिकाओं,” उसने कहा.

“परिवर्तन के कुछ में SMCHD1 है कि बीमारी के कारण में पाए जाते हैं का एक हिस्सा SMCHD1-कहा जाता है ‘अपनी काज डोमेन’ – कि डीएनए को बांधता है और यह भी सक्षम बनाता है SMCHD1 प्रोटीन पेड़ों का झुरमुट के लिए जोड़े में कहा जाता है, dimers. इस भाग के प्रोटीन बहुत खराब समझा जाता है, तो हम ध्यान केंद्रित हमारे ध्यान पर और इसकी संरचना की जांच की,” सुश्री Gurzau कहा.

एक चुनौतीपूर्ण प्रोटीन

डॉ रिचर्ड Birkinshaw कहा कि SMCHD1 था एक विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण प्रोटीन स्पष्ट करने के लिए एक संरचना. “इस प्रोटीन के बारे में था पांच बार से भी बड़ा एक ठेठ मानव प्रोटीन, और इसकी काज डोमेन था कि सुविधाओं की एक संख्या बनाया है यह मुश्किल के लिए शुद्ध और crystalise, दो आवश्यक कदम इससे पहले कि हम निर्धारित कर सकता है इसकी संरचना में,” उन्होंने कहा.

“यह एक लंबी प्रक्रिया है, शुरू कर दिया द्वारा डॉ मिशेल चेन और को शामिल CSIRO C3 सहयोगी क्रिस्टलीकरण केंद्र है, लेकिन हम अंत में सक्षम थे करने के लिए लागू उन्नत प्रौद्योगिकियों पर ऑस्ट्रेलियाई सिंक्रोट्रॉन ‘नामक एकल विषम फैलाव’ और ‘छोटे कोण एक्स-रे बिखरने’ को हल करने के लिए संरचना के SMCHD1 काज डोमेन. इस बनाया एक तीन आयामी नक्शा ‘ के इस भाग के प्रोटीन दिखा रहा है, अपने आकार और स्थानिक कनेक्शन के बीच अपनी अलग भागों,” डॉ Birkinshaw कहा.

एमएस Gurzau कहा की संरचना का पता चला कैसे SMCHD1 डीएनए को बांधता है, और जो प्रोटीन के भागों में यह सक्षम करने के लिए बाइंड अपनी जोड़ी के साथ.

“हम भी परिणाम निकालना संरचना से क्यों कुछ रोग-जुड़े में परिवर्तन काज डोमेन को रोकने SMCHD1 से कार्य कर रही है । पुनः बनाने के द्वारा इन विभिन्न रूपों के प्रोटीन कोशिकाओं के भीतर, हम करने में सक्षम थे इमेजिंग का उपयोग कल्पना करने के लिए कैसे इन वेरिएंट व्यवहार से अलग ढंग से अपरिवर्तित संस्करण के SMCHD1-एक महत्वपूर्ण अग्रिम में समझ के साथ जुड़े रोगों है,” उसने कहा.

Dr Birkinshaw कहा SMCHD1 की संरचना भी upended कि एल्गोरिदम विकसित किया गया था करने के लिए की भविष्यवाणी की संरचना अज्ञात प्रोटीन.

“संरचनाओं के कई ‘एसएमसी’ प्रोटीन के लिए संबंधित SMCHD1 था पहले से ही हल किया गया है, लेकिन हमारे काम से पता चला की संरचना SMCHD1 काज डोमेन से काफी अलग है बराबर क्षेत्रों में इन प्रोटीन.

“हमारे डेटा है अब इस्तेमाल किया जा रहा है के रूप में एक चुनौती के लिए संरचना भविष्यवाणी एल्गोरिदम, संरचना के रूप में हम की खोज की है से काफी अलग है क्या हम उम्मीद थी । इस चुनौती का परीक्षण इन एल्गोरिदम के जो सबसे सही भविष्यवाणी हमारे संरचना और मदद करता है में सुधार करने के लिए एल्गोरिदम का उत्पादन करने के लिए और अधिक सटीक मॉडल,” डॉ Birkinshaw कहा.

एसोसिएट प्रोफेसर जेम्स मर्फी ने कहा कि नवीनतम खोजों के पूरक टीम के अनुसंधान को विकसित करने में है कि दवाओं को बदलने के समारोह SMCHD1, के रूप में एक संभावित नए उपचार के लिए कुछ रोगों के साथ जुड़े प्रोटीन होता है ।

के द्वारा “समझ में कैसे और अधिक विस्तार से SMCHD1 कार्यों, हम बेहतर समझ सकते हैं अपनी भूमिका में स्वास्थ्य और रोग. एक अन्य समूह था पहले से ही हल की संरचना का एक अलग हिस्सा प्रोटीन, तो हम जोड़ दिया है और अधिक विस्तार करने के लिए पूरे प्रोटीन की संरचना-हालांकि, प्रोटीन का आधा है, अभी भी ‘अज्ञात’,” उन्होंने कहा.

अनुसंधान द्वारा समर्थित किया गया था ऑस्ट्रेलियाई राष्ट्रीय स्वास्थ्य और चिकित्सा अनुसंधान परिषद, Bellberry-Viertel फैलोशिप, ऑस्ट्रेलियाई विभाग, शिक्षा, कौशल और रोजगार, मेलबोर्न विश्वविद्यालय के वाल्टर और एलिजा हॉल संस्थान की प्रेरणा कार्यक्रम और विक्टोरियन सरकार. एमएस Gurzau एक पीएचडी के छात्र दाखिला पर संस्थान के माध्यम से विश्वविद्यालय के मेलबोर्न.



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