Uppdatera dina kunskaper i genteknik 2015.pptx

“Uppdatera)dina)kunskaper)i)
molekylärbiologi,)genteknik)och)
funk:onell)genomik”)
Sommarkurs)för)biologilärare)
3?4.6.2015)
Pia)Roos?MaJjus,)PhD,)docent,)
akademilektor)i)molekyärbiologi)
Vårt)gene:ska)material)
•  DNA)finns)i)kärnan)och)
mitokondrierna)
•  Proteiner)som)
produceras)modifieras)
posJransla:onellt)t.ex.)
genom)klyvning)eller)
:llsats)av)olika)kemiska)
grupper)(fosfat,)lipider)
etc))
Wikipedia)
•  DNAt)packas)
ihop)kring)
histoner)för)aJ)
bilda)en)
nukleosom)
•  FortsaJ)
packning)för)aJ)
få)en)
kromosom))
•  Histonerna)
reglerar)
packningen)av)
DNAt)
Sadava)et)al,)Life)
Funk:onell)genomik))
•  Förstå)sambandet)mellan)en)organisms)genom)och)
dess)fenotyp)
•  Sekvensering)av)genom)
–  Lite)material)behövs)och)resultat)fås)på)kort):d)
–  Många)moderna)avancerade)tekniker)utvecklade)för)
sekvensering)
–  Priset)sjunker)hela):den,)nu)ca)8000)euro/person)(prov))
)
•  Bioinforma:k)vik:gt,)mycket)data)genereras)
Vårt)genom)och)ENCODE)projektet)
•  ENCODE:)encyclopedia)of)DNA)elements)
•  Ca)20?22)000)gener)upptar)ca)1.5%)av)vårt)genom)på)
3.2)miljarder)baspar)
•  Vad)gör)resten)av)vårt)genom?)Är)det)“skräp)DNA”?)
•  ENCODE)projektet)samlar)forskare)för)aJ)
gemensamt)studera)olika)cellinjer))
www.encodeproject.org)
hJp://www.nature.com/nature/journal/v489/n7414/full/489052a.html)
)
Nukleosomer)måste)modifieras)och)flyJas)
för)aJ)transkrip:on)skall)kunna)ske)
Sadava)et)al,)Life)
ENCODE)
ENCODE)
Nature)489,)52–55)(2012))
Resultat)från)ENCODE)projektet)hiils)
•  En)stor)del)av)vårt)genom)(80%))är)“åtminstone)
involverad)i)en)biokemisk)fun:on”)
•  En)stor)del)av)vårt)genom)innehåller)regulatoriska)
sekvenser)som)påverkar)genuJryck)
•  Det)finns)många)muta:oner)“utanför”)den)egentliga)
gensekvensen)som)påverkar)genuJryck,)kan)t.ex.)
leda):ll)sjukdom,)dessa)muta:oner)kan)vara)endast)
en)nukleo:d!))
Funk:onell)genomik))
•  Förstå)sambandet)mellan)en)organisms)genom)och)dess)
fenotyp)
•  Sekvensering)av)genom)
•  ENCODE)projektet)–)vad)har)vårt)DNA)för)funk:on?)
•  Studera*transkriptomet,)dvs)alla)gener)som)uJrycks)i)en)
viss)celltyp)–)DNA)“chip”/“mikroarray”)analys)eller)RNA)
sekvensering)
•  Studera)proteomet,)dvs)alla)protein)som)finns)i)en)cell)
vid)en)viss):dpunkt,)mängd)av)protein)och)olika)
modifieringar)av)proteinet)
•  Bioinforma:k)vik:gt,)mycket)data)genereras)
Mikroarray)(DNA)chip))analys)
•  För)aJ)mäta)uJryck)av)olika)
gener)i)olika)prov/vävnader))
•  På)en)liten)“chip”)kan)
synte:ska)DNA)fragment)
bindas)
•  cDNA)från)två)olika)källor)
(vävnader)etc))märks)med)
olika)fluorescenta)färger)
och)hybridiseras):ll)
“chipen”/mikromatrisen)
och)kan)detekteras)
Sadava)et)al,)Life)
“DNA)chips”)och)medicinsk)diagnos)
•  Jämförde)
cancerpa:enter)som)
behandlades,)i)vissa)
fall)överlevde)en)del)
av)cancercellerna)
behandlingen)
•  Iden:fierade“profiler)
av)genuJryck”)(ca)70)
gener))hos)tumörer)
som)är)aggressiva)och)
kräver)annorlunda)
behandling)
Sadava)et)al,)Life)
Personlig)medicin)
•  Söker)emer)olika)
biomarkörer)(förutom)
gener,)markörer)i)blod)
och)urin))som)kan)
hjälpa)aJ)bestämma)
vilket)läkemedel)som)
behövs)för)en)pa:ent)
med)en)viss)diagnos)
•  Få)räJ)medicin):ll)räJ)
person)vid)räJ):llfälle)
Gentester)
• 
• 
• 
• 
Oma)PCR?baserade)
Via)sjukhus))och)forskningsrelaterade)tester)
Via)nätet)
Via)apoteket)(yesnotest.fi))
–  Gentest)för)viktkontroll,)laktosintolerans)etc)
–  Självtest)för)kvinnor)med)bakterie?)eller)
svampbesvär)i)underlivet)
23andme.com)
•  Får)endast)sälja)gentest)kopplade):ll)
sjukdomar)i)Europa)o)Canada,)inte)i)USA)
•  I)USA)endast)släktskapstest)
E:k)
•  Kan)vem)som)helst)få)tag)på)gentestresultat)
eller)DNA)sekvenseringsresultat?)
•  Vad)får)denna)informa:on)användas):ll?)
•  USA:)GINA,)gene:c)informa:on)
nondiscrimina:on)act)
•  EU)och)Europa:)Europarådet,)Human)rights)
and)rule)of)law?bioethics))
hJp://www.genome.gov/24519851)
hJp://www.coe.int/t/dg3/healthbioethic/default_en.asp)
Rekombinant)DNA)teknik)vid)
framställning)av)läkemedel)
•  Över)500)
proteiner)
framställs)(insulin,)
:llväxraktorer,)
an:kroppar))
–  Framställs)i)
växter,)bakterier,)
ägg,)djur,)humana)
celler)mm)
Rekombinant)DNA)teknik)vid)
framställning)av)läkemedel)
•  Vacciner,)tex)mot)papillomvirus)
–  Gardasil: vaccin som innehåller virus-liknande partiklar
som är uppbyggda av det vanligaste kapsid-proteinet från
4 olika former av papillomvirus
–  Uttrycks separat i rekombinanta S. cerevisiae jäststammar,
renas och blandas ihop för att få ett
”kvadrivalent” (fyrfaldigt) vaccin
www.laakekasvatus.fi/framsida)
Aktivering av värmechockfaktorer, HSFs
ENVIRONMENTAL*STRESS*
Inhibitors*of*energy*metabolism*
Heavy*metals*
OxygenQfree*radicals*
Heat*shock*
Cell*cycle*
Growth*factors*
Oncogenes*&*ProtoQoncogenes*
Development*&*Differen>a>on*
CELL*GROWTH*&*DEVELOPMENT*
PATHOPHYSIOLOGICAL*STATE*
Fever*&*Inflamma>on*
Viral**&*Bacterial*infec>on*
Ischemia*&*Oxidant*injury*
Cancer*
Metabolic*disease*
Immune*systems*disease*
Neurodegenera>ve*disease*
PROTEIN*CONFORMATION*DISEASE*
Modified from Morimoto, Genes Dev., 2008