“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