Транскрипционный шум
Транскрипционный шум является основной причиной изменчивости ( шума ) в экспрессии генов , происходящей между клетками в изогенных популяциях (см. также клеточный шум ). [1] Предполагаемый источник транскрипционного шума - транскрипционный взрыв. [2] [3] [4] хотя другие источники гетерогенности, такие как неравномерное разделение клеточного содержимого при митозе, также, вероятно, вносят значительный вклад. [5] Взрывная транскрипция, в отличие от простых вероятностных моделей транскрипции, отражает множественные состояния активности генов, при этом колебания между состояниями разделены нерегулярными интервалами, что приводит к неравномерной экспрессии белка между клетками. Шум в экспрессии генов может иметь огромные последствия для поведения клеток, и его необходимо смягчать или интегрировать. В определенных контекстах, таких как установление латентного периода вируса, выживание микробов в быстро меняющихся стрессовых условиях или несколько типов рассеянной дифференциации, изменчивость может быть существенной. [6] [7] Вариабельность также влияет на эффективность клинического лечения: устойчивость бактерий и дрожжей к антибиотикам , очевидно, вызвана негенетическими различиями. [8] [9] Вариабельность экспрессии генов также может способствовать устойчивости субпопуляций раковых клеток к химиотерапии. [10] и, по-видимому, является препятствием на пути к излечению от ВИЧ. [11]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Радж, А; Ван Ауденарден, А (2008). «Природа, воспитание или случайность: стохастическая экспрессия генов и ее последствия» . Клетка . 135 (2): 216–26. дои : 10.1016/j.cell.2008.09.050 . ПМК 3118044 . ПМИД 18957198 .
- ^ Голдинг, я; Паулссон, Дж; Завильский, С.М.; Кокс, ЕС (2005). «Кинетика активности генов отдельных бактерий в реальном времени» . Клетка . 123 (6): 1025–36. дои : 10.1016/j.cell.2005.09.031 . ПМИД 16360033 .
- ^ Чабб, младший; Трчек, Т; Шеной, С.М.; Певица, Р.Х. (2006). «Транскрипционная пульсация гена развития» . Современная биология . 16 (10): 1018–25. дои : 10.1016/j.cub.2006.03.092 . ПМК 4764056 . ПМИД 16713960 .
- ^ Радж, А; Пескин, К.С.; Транчина, Д; Варгас, ДЮ; Тьяги, С (2006). «Стохастический синтез мРНК в клетках млекопитающих» . ПЛОС Биология . 4 (10): е309. дои : 10.1371/journal.pbio.0040309 . ПМЦ 1563489 . ПМИД 17048983 .
- ^ Ха, Д.; Паулссон, Дж. (2010). «Негенетическая гетерогенность, возникающая в результате стохастического разделения при делении клеток» . Природная генетика . 43 (2): 95–100. дои : 10.1038/ng.729 . ПМК 3208402 . ПМИД 21186354 .
- ^ Вайнбергер, Л.С.; Бернетт, Дж. К.; Теттчер, Дж. Э.; Аркин, АП; Шаффер, Д.В. (2005). «Стохастическая экспрессия генов в лентивирусной петле положительной обратной связи: колебания Tat ВИЧ-1 стимулируют фенотипическое разнообразие». Клетка . 122 (2): 169–82. arXiv : q-bio/0608002 . дои : 10.1016/j.cell.2005.06.006 . ПМИД 16051143 . S2CID 8061716 .
- ^ Лосик, Р.; Десплан, К. (2008). «Стохастичность и судьба клетки» . Наука . 320 (5872): 65–68. Бибкод : 2008Sci...320...65L . дои : 10.1126/science.1147888 . ПМЦ 2605794 . ПМИД 18388284 .
- ^ Льюис, К. (2010). «Персистерные клетки». Ежегодный обзор микробиологии . 64 : 357–372. дои : 10.1146/annurev.micro.112408.134306 . ПМИД 20528688 .
- ^ Блейк, Уильям Дж; Балажи, Габор; Кохански, Майкл А; Айзекс, Фаррен Дж; Мерфи, Кевин Ф; Куанг, Йина; Певец, Чарльз Р.; Уолт, Дэвид Р.; Коллинз, Джеймс Дж (2006). «Финотипические последствия транскрипционного шума, опосредованного промотором» . Молекулярная клетка . 24 (6): 853–865. doi : 10.1016/j.molcel.2006.11.003 . ПМИД 17189188 .
- ^ Шарма, СВ; Ли, ДЮ; Ли, Б.; Куинлан, член парламента; Такахаши, Ф.; Махешваран, С.; Макдермотт, Ю.; Азизян Н.; Цзоу, Л.; Фишбах, Массачусетс; Вонг, К.К.; Брандштеттер, К.; Виттнер, Б.; Рамасвами, С.; Классон, М.; Сеттлман, Дж. (2010). «Опосредованное хроматином обратимое состояние толерантности к лекарствам в субпопуляциях раковых клеток» . Клетка . 141 (1): 69–80. дои : 10.1016/j.cell.2010.02.027 . ПМЦ 2851638 . ПМИД 20371346 .
- ^ Вайнбергер, AD; Вайнбергер, Л.С. (2013). «Стохастический отбор судьбы у ВИЧ-инфицированных пациентов» . Клетка . 155 (3): 497–9. дои : 10.1016/j.cell.2013.09.039 . ПМИД 24243007 .