Transkripční šum - Transcriptional noise

Transkripční šum je primární příčinou variability (hluk ) v genová exprese vyskytující se mezi buňkami v izogenních populacích (viz také buněčný šum ) .[1] Navrhovaným zdrojem transkripčního šumu je transkripční prasknutí[2][3][4] i když je pravděpodobné, že značně přispějí i jiné zdroje heterogenity, jako je nerovné oddělení buněčného obsahu při mitóze.[5] Prasknutí transkripce, na rozdíl od jednoduchých pravděpodobnostních modelů transkripce, odráží více stavů genové aktivity s fluktuacemi mezi stavy oddělenými nepravidelnými intervaly, což generuje nerovnoměrnou expresi proteinu mezi buňkami. Hluk v genové expresi může mít obrovské důsledky na chování buněk a musí být zmírněn nebo integrován. V určitých kontextech, jako je stanovení virové latence, přežití mikrobů v rychle se měnícím stresujícím prostředí nebo několik typů rozptýlené diferenciace, může být variabilita zásadní.[6][7] Variabilita má také dopad na účinnost klinické léčby s odolností bakterií a kvasinek vůči antibiotika prokazatelně způsobeny negenetickými rozdíly.[8] [9]. Variabilita genové exprese může také přispět k rezistenci subpopulací rakovinných buněk na chemoterapii [10] a zdá se, že je překážkou při léčbě HIV [11].

Poznámky

  1. ^ Raj, A; Van Oudenaarden, A (2008). „Příroda, výchova nebo náhoda: stochastická genová exprese a její důsledky“. Buňka. 135 (2): 216–26. doi:10.1016 / j.cell.2008.09.050. PMC  3118044. PMID  18957198.
  2. ^ Golding, já; Paulsson, J; Zawilski, SM; Cox, EC (2005). "Kinetika genové aktivity v jednotlivých bakteriích v reálném čase". Buňka. 123 (6): 1025–36. doi:10.1016 / j.cell.2005.09.031. PMID  16360033.
  3. ^ Chubb, JR; Trcek, T; Shenoy, SM; Singer, RH (2006). „Transkripční pulzování vývojového genu“. Aktuální biologie. 16 (10): 1018–25. doi:10.1016 / j.cub.2006.03.092. PMC  4764056. PMID  16713960.
  4. ^ Raj, A; Peskin, CS; Tranchina, D; Vargas, DY; Tyagi, S (2006). "Stochastická syntéza mRNA v buňkách savců". PLoS Biology. 4 (10): e309. doi:10.1371 / journal.pbio.0040309. PMC  1563489. PMID  17048983.
  5. ^ Huh, D .; Paulsson, J. (2010). „Non-genetická heterogenita od stochastického dělení při dělení buněk“. Genetika přírody. 43 (2): 95–100. doi:10,1038 / ng.729. PMC  3208402. PMID  21186354.
  6. ^ Weinberger, L. S .; Burnett, J. C .; Toettcher, J. E .; Arkin, A. P .; Schaffer, D. V. (2005). „Stochastická genová exprese v lentivirové smyčce pozitivní zpětné vazby: fluktuace HIV-1 Tat řídí fenotypovou diverzitu“. Buňka. 122 (2): 169–82. arXiv:q-bio / 0608002. doi:10.1016 / j.cell.2005.06.006. PMID  16051143.
  7. ^ Losick, R .; Desplan, C. (2008). "Stochasticita a osud buněk". Věda. 320 (5872): 65–68. Bibcode:2008Sci ... 320 ... 65L. doi:10.1126 / science.1147888. PMC  2605794. PMID  18388284.
  8. ^ Lewis, K. (2010). "Zachovat buňky". Výroční přehled mikrobiologie. 64: 357–372. doi:10.1146 / annurev.micro.112408.134306. PMID  20528688.
  9. ^ Blake, William J; Balázsi, Gábor; Kohanski, Michael A; Isaacs, Farren J; Murphy, Kevin F; Kuang, Yina; Cantor, Charles R; Walt, David R; Collins, James J (2006). „Fenotypové důsledky transkripčního šumu zprostředkovaného promotérem“. Molekulární buňka. 24 (6): 853–865. doi:10.1016 / j.molcel.2006.11.003.
  10. ^ Sharma, S.V .; Lee, D. Y .; Li, B .; Quinlan, M. P .; Takahashi, F .; Maheswaran, S .; McDermott, U .; Azizian, N .; Zou, L .; Fischbach, M. A .; Wong, K. K .; Brandstetter, K .; Wittner, B .; Ramaswamy, S .; Classon, M .; Settleman, J. (2010). „Chromatinem zprostředkovaný reverzibilní stav tolerantní k léku v subpopulacích rakovinných buněk“. Buňka. 141 (1): 69–80. doi:10.1016 / j.cell.2010.02.027. PMC  2851638. PMID  20371346.
  11. ^ Weinberger, A. D .; Weinberger, L. S. (2013). „Výběr stochastického osudu u pacientů infikovaných HIV“. Buňka. 155 (3): 497–9. doi:10.1016 / j.cell.2013.09.039. PMID  24243007.