HI유전자의 발현과 감소의 가설

대부분의 유전자에있어서, 단일 카피는 이배체 유기체의 정상적인 성장 및 발달을 지원하기에 충분하지만, 일 배체 부족 유전자로 알려진 작은 서브 세트의 유전자는 감소 된 유전자 용량에 대해 매우 민감하다. 우리는 모든 HI유전자가 미묘하게 HI유전자 때 성장 단점을 부여하지만 그 반대 사실이 아니라는 것을 알 수 있습니다. 공지 된 단백질 복합체 구성원을 코딩하는 유전자를 포함하여, 미묘하게 과발현 될 때 증식을 손상 시키지만 이종 접합 적으로 결실 될 때 증식을 손상시키지 않는 많은 유전자가 존재하며, 반 수분 충증의 지속성에 대한 일반적인 설명으로서 용량 균형 가설에 반대한다. 대신, HI유전자에 대해 HI유전자삭제 된 균주의 성장 결함에 대한 우리의 분석은 HI 유전자가 2 개가 아닌 1 개 사본으로 존재할 때 세포 성장과 증식을 제한하고 있음을 나타냅니다.이러한 관찰을 바탕으로, 우리는 HI유전자에 대한 현재 가설의 확장을 제안합니다. 우리의 "선량 안정화"가설은 과잉 생산의 독성을 피하면서 생물학적 과정을 제한하는 유전자 산물 사이에 균형을 두어야하기 때문에 진화 시간에 걸쳐 유기체에서 일 배수 부족이 지속된다고 규정하고있다.우리는 그들의 기본 발기인에서 유전자에 대 한 포괄적 인 복용량 감도 데이터 세트를 만들어 HI유전자의 기원을 조사했다. HI유전자의 표현은 그들의 HI유전자의 독성에 의해 제한됩니다 보여줍니다. 우리는 또한 초과 유전자 카피 수와 관련된 체벌이HI유전자의 유일한 결정 요인은 아니라는 것을 보여줍니다. HI유전자는 증가에 민감한 유전자의 독특한 하위 집합을 나타냅니다. 두 개가 아닌 하나의 복사본으로 존재하는 경우 중요한 세포 과정을 제한하기 때문입니다. 과발현의 독성으로 인해 유전자 발현을 감소시키는 선택적 압력,체력 제한 특성으로 인해 발현을 증가시키는 압력과 결합하여, 일 배체 부족 유전자는 유전자 발현의 변화에 ​​매우 민감하게 만들었다. 결과적으로, 일 배체 불충분 한 유전자는 용량 안정화되어, 게놈의 다른 유전자와 비교하여 세포 대 세포의 발현 가변성이 훨씬 더 좁은 범위를 나타낸다. 우리는 진화 시간 동안의 지속성을 설명하기 위해 HI유전자의 복용량 안정화 가설을 제안합니다.우리는 진화 시간 동안의 지속성을 설명하기 위해 HI유전자의 복용량 안정화 가설을 제안합니다.우리는 진화 시간 동안의 지속성을 설명하기 위해 HI유전자의 복용량 안정화 가설을 제안합니다. 거의 한 세기 동안 과학자들과 수학자들은 반수 충충의 기원을 설명하기위한 이론을 공식화하기 위해 노력해 왔습니다. 유전자의 대다수가 그렇지 않은 경우, 이들 유전자가 2 개의 상 동성 카피 중 하나를 결실 할 때 왜 비정상적인 표현형을 나타내는가? 초기 이론은 일배 충충이 이배 성의 인공물이라고 생각했는데, 이는 야생형 대립 유전자가 보호 우세를 유지하는 드문 실패였다.유기체의 수명에 걸쳐 상대적으로 높은 빈도의 유전자 불 활성화 돌연변이 및 유전자 발현에서의 세포-대-세포 가변성을 고려하면, 일 배충 충충은 유기체 적합성에 대한 중요한 장벽을 나타낸다. 왜 이들 유전자의 발현이 그들의 HI유전자를 제거하기 위해 진화 시간에 걸쳐 조절되지 않았는지는 설명되지 않은 채 남아있다. 우리는 HI유전자 또한 여분의 복사본으로 인코딩 할 때 체력 단점을 부여 하 고 이러한 유전자를 진화 적으로 "고착"남아 있기 때문에 유기 체력에 HI유전자의 제한 식 증가에 의해 극복 할 수 없습니다. HI유전자의 단일 사본이 2배체에서 결실 될 때 관찰되는 유기 체적 체력의 감소를 설명합니다. 중요한 것은, 많은 유전자의 HI유전자 인간에 효모는 이들의 발현의 상향 조절을 방해하는 강한 선택적 힘이 존재 함을 나타낸다. HI유전자의 원인을 설명하기 위해 두 가지 이론, 즉 용량 균형 가설과 불충분 한 양의 가설이 설명되었습니다. 선량 균형 가설은 유전자 선량의 변화로 인한 성장 세포 결함이 세포 기능을 방해하는 단백질 복합체의 화학량 론적 불균형에 기인한다고 기술하고있다. 이 가설은 HI유전자가 한 카피만큼 적은 양으로 존재할 때 성장 결함을 부여 할 것으로 예측합니다. 다시 말하면, 증가 된 유전자 용량에 대한 반수 충충 증 및 감수성이 상호 정의된다. 이 가설은 왜 HI유전자가 진화 시간 동안 지속되어 왔는지를 우아하게 설명합니다. 너무 적은 단백질과 같이 너무 많은 단백질은 세포 기능을 방해하는 단백질 복합체 화학량 론을 방해하기 때문에 유전자의 상향 조절은 불가능하다. “부족한 양”가설은 HI유전자가 세포 기능을 수행하기에 부족한 단백질 생성물 수준의 생리적 결과라고 가정합니다. 이 가설은 용량 균형 가설과 달리, HI유전자과발현의 영향에 대한 예측도하지 않고 왜 HI유전자가 진화 시간에 걸쳐 지속되었는지 설명하지도 않습니다. 이 연구에서 우리는 실험적으로 용량 균형과 불충분 한 양의 HI유전자가설을 실험적으로 테스트하기 시작했으며 HI유전자의 지속성을 적절하게 설명하지는 않는다고 결론 내 렸습니다. 이 아이디어는 궁극적으로 반수체 상태에 주로 존재하는 유기체에 동등한 비율의 반 수증 충충이 존재한다는 관찰에 의해 반증되었다 . 나중에 이론 유전자의 특정 기능은 용량 변화에 대한 민감도 지시함으로써보다 생리 해설 유발합니다. 예를 들어, 효소를 암호화하는 유전자는 HI유전자 중에서 드문 편이지만, 세포에서 구조적 및 조절 기능을 수행하는 단백질을 암호화하는 유전자는 그 중에서 풍부합니다. 보다 최근의 연구에 따르면 유전자 기능의 맥락 또한 중요합니다. 특히, 제품이 거대 분자 복합체 또는 세포 신호 전달 네트워크의 구성원으로서 기능하는 유전자는 유전자 용량의 변화에 ​​특히 취약 할 수있다. 처리량이 많은 화면, 메타 데이터 분석 및 계산 예측이 적용되어 어떤 유전자가HI유전자를 정의합니다. 신진 효모에서, 게놈의 약 3 %가 최대 성장 조건 하에서 HI유전자로 간주되어 이형 접합 적으로 결실 될 때 세포 증식에 ​​실질적인 결함을 초래한다. 인간에서 ~300 유전자가 HI유전자삭제할 때 신경 발달 장애 및 종양을 포함하여 인간의 건강 문제의 넓은 범위에 기여 HI유전자것으로 알려져있다. 전산 예측이 숫자가 훨씬 높은 것으로 추정되지.