Нулломеры - Nullomers

Нулломеры - это короткие последовательности ДНК, которые не встречаются в геноме какого-либо вида (например, человека), даже если они теоретически возможны. Нулломеры должны находиться под селективным давлением - например, они могут быть токсичными для клетки. Было показано, что некоторые нулломеры полезны для лечения лейкемии , рака груди и простаты . Они бесполезны для здоровых клеток, потому что нормальные клетки адаптируются и становятся невосприимчивыми к ним. Нулломеры также разрабатываются для использования в качестве ДНК-меток для предотвращения перекрестного заражения при анализе материалов с места преступления .

Фон

Нулломеры - это естественно доступные, но потенциально неиспользуемые последовательности ДНК . Определение этих «запрещенных» последовательностей может улучшить понимание основных правил, регулирующих эволюцию последовательностей . Секвенирование всего генома показало высокий уровень неоднородности геномных последовательностей. Когда кодон искусственно заменяется синонимичным кодоном, это часто приводит к летальному исходу и гибели клетки. Считается, что это происходит из-за остановки рибосом и раннего прекращения синтеза белка. Например, как AGA, так и CGA кодируют аргинин в бактериях; однако бактерии почти никогда не используют AGA, и при замене он оказывается смертельным. Такие смещения кодонов наблюдались у всех видов и являются примерами ограничений на эволюцию последовательностей . Другие последовательности могут иметь выборочное давление; например, последовательности, богатые GG, используются в качестве жертвенных поглотителей окислительного повреждения, поскольку окислители притягиваются к участкам с последовательностями, богатыми GG, и затем вызывают разрыв цепи . Более того, было показано, что статистически значимые нулломеры (т.е. отсутствие коротких последовательностей, существование которых ожидается) в вирусных геномах являются сайтами распознавания рестрикции, что указывает на то, что вирусы, вероятно, избавились от этих мотивов, чтобы облегчить инвазию бактериальных хозяев. База данных Nullomers предоставляет полную коллекцию минимально отсутствующих последовательностей сотен видов и вирусов, а также протеомов человека и мышей.

Лечение рака

Нулломеры использовались как подход к открытию и разработке лекарств . Нулломерные пептиды проверяли на противораковое действие . К отсутствующим последовательностям добавлены короткие полиаргининовые хвосты для увеличения растворимости и поглощения клеткой, продуцируя пептиды, называемые PolyArgNulloPs. Было продемонстрировано, что одна успешная последовательность, RRRRRNWMWC, имеет летальные эффекты при раке груди и простаты . Он повреждает митохондрии за счет увеличения производства АФК , что снижает выработку АТФ , что приводит к ингибированию роста и гибели клеток . Нормальные клетки показывают снижение чувствительности к PolyArgNulloP с течением времени.

Криминалистика

Случайная передача биологического материала, содержащего ДНК, может привести к ошибочным результатам. Это особенно важно для криминалистических и криминалистических лабораторий, где ошибки могут привести к тому, что невиновный человек будет признан виновным в преступлении. Не было никакого способа определить, был ли эталонный образец ошибочно маркирован как доказательство или если судебно-медицинский образец загрязнен, но штрих-код нулломера можно добавить к эталонным образцам, чтобы отличить их от доказательств при анализе. Маркировка может выполняться во время сбора образцов, не влияя на результаты генотипа или количественной оценки. Фильтровальную бумагу, пропитанную различными нулломерами, можно использовать для впитывания и хранения образцов ДНК с места преступления, что делает эту технологию простой и эффективной. Маркировка нулломерами может быть обнаружена - даже если ее разбавить в миллион раз и пролить на улики, эти метки по-прежнему четко обнаруживаются. Использование таких тегов поддерживает рекомендации Национального исследовательского совета по контролю качества с целью сокращения числа случаев мошенничества и ошибок.

использованная литература