Inte för så länge sedan, biologer skulle framkalla mutationer i ett helt genom, isolera en organism som uppvisade en resulterande sjukdom eller abnormitet som de ville studera, och sedan arbeta bakåt för att avgöra vilken gen som var ansvarig för defekten. Denna process tog ofta år för att ge slutgiltiga resultat.

Nu, tack vare CRISPR/Cas9 genomredigeringsverktyget, biologer kan rikta in sig på specifika gener för mutation och sedan se hur denna inducerade mutation manifesterar sig i en organism - tackla problemet från andra hållet. Men de upptäcker att de förväntade fysiska förändringarna inte alltid sker.

Varför?

Nytt verk från Carnegies Steven Farber och Jennifer Anderson frågade exakt det. De tittade på hur man kan kringgå ett slags motstånd mot skadliga mutationer som finns i en ryggradsdjur som är mycket användbar för människor - i det här fallet, zebrafisk.

Ibland kompenserar en organism för en mutation i en gen genom att ändra hur den reglerar uttrycket av andra relaterade gener - en lösning av olika slag. Andra tider, celler skörder fel i processen genom vilken en gen först transkriberas från DNA till RNA och sedan translateras från RNA till ett protein för att kompensera för en mutation. Till exempel, Anderson och hennes kollegor beskrev fall där celler kunde generera RNA som överlevde genom att splitta ut en skadlig mutation. Dessa celler förväntas producera ett protein som saknar en liten bit.

"Resultatet kanske inte är perfekt, men dessa kompenserande åtgärder innebär att organismerna kan få en del av jobbet gjort med ett mindre än perfekt protein, "Farber sa." Dessa lösningar visar att ur ett evolutionärt perspektiv, Vi har några ganska robusta mekanismer för att fortsätta överleva trots mutationer. "

Detta väcker frågor om hur man bäst genererar mutationer för att förstå den genetiska grunden för sjukdom - för att behålla den häpnadsväckande effektiviteten hos moderna metoder, men hitta ett sätt att redogöra för några av en organisms egna lösningar, som kan hämma forskares förmåga att framkalla en skadlig mutation.

De finner att ett bra sätt att jaga dessa typer av genomiska lösningar är att titta på RNA -fasen, som är mellanhand mellan gen och protein.

"Vårt arbete visar att analyser på RNA -nivå kan hjälpa oss att bättre förstå hur man inte bara tolkar utan också designar riktade mutationer, "Tillade Farber." Vi tillhandahåller riktlinjer för att öka chansen att en forskare kommer att störa en gen av intresse och i slutändan karakterisera dess funktion. Denna typ av grundläggande vetenskapligt tillvägagångssätt påskyndar utvecklingen av diagnostik och terapi för en mängd mänskliga sjukdomar och störningar. "

Forskargruppen inkluderade också Carnegies Timothy Mulligan och Meng-Chieh Shen, samt samarbetspartners från laboratorierna Du (University of Maryland School of Medicine) och Busch-Nentwich (Wellcome Trust Sanger Institute).

Studien publiceras i PLOS Genetics .