La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

LEZIONE 4 Anno Accademico 2010/11 BIOTECNOLOGIE FARMACOLOGICHE CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA IN BIOTECNOLOGIE DEL FARMACO.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "LEZIONE 4 Anno Accademico 2010/11 BIOTECNOLOGIE FARMACOLOGICHE CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA IN BIOTECNOLOGIE DEL FARMACO."— Transcript della presentazione:

1 LEZIONE 4 Anno Accademico 2010/11 BIOTECNOLOGIE FARMACOLOGICHE CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA IN BIOTECNOLOGIE DEL FARMACO

2 Le sfide per il futuro del progetto genoma umano comprendere le componenti strutturali e funzionali del genoma capire come le reti di geni e proteine contribuiscono alla definizione del fenotipo comprendere cosa determina le variazione nella trasmissione dei caratteri genetici identificare le varianti genetiche che contribuiscono al mantenimento dello stato di salute determinare strategie per identificare il rischio di malattia stabilire strategie per lidentificazione del contributo del genoma nella determinazione delle patologie e delle risposte alla terapia utilizzare le conoscenze genetiche per lo sviluppo di farmaci innovativi

3

4

5 I farmaci attualmente sul mercato agiscono su circa 500 prodotti genici Considerando che il genoma umano contiene circa geni che codificano per proteine, il potenziale per lo sviluppo di nuovi farmaci è evidente

6

7 GENOMATICA FUNZIONALE Studio di funzione genica

8 LA RICERCA DELLA FUNZIONE DEI GENI La tradizione: ricerca di di mutazioni per identificare perdite o acquisizione di funzioni I metodi della genetica allincontrario: Generare nuovi organismi geneticamente modificati per studiare perdita o acquisizione di funzioni Metodologie innovative: Studio comparativo di popolazioni di prodotti genici

9 La tradizione: ricerca e analisi di mutazioni e polimorfismi (es RFLP; SNP) del genoma stesso

10 Siti polimorfici % della sequenza del DNA di due individui e identica la maggioranza delle differenze (0.01%) coinvolgono singole sostituzioni Polimorfismi al taglio con enzimi di restrizione (RFLP) Single nucleotide polymorphysm (SNP)

11 Polimorfismi al taglio con enzimi di restrizione (RFLP) Allele 1Allele 2 *

12 Polimorfismi al taglio con enzimi di restrizione (RFLP) associazione RLFP-patologia Famiglia Patol. sani variab nella popol.

13 The Lod (log of odds) score is used to calculate the probability of a pedigree arising randomly or by genetic linkage. The test was developed by Newton and Morton In practice, linkage is declared if the LOD score is equal to or greater than 3 (i.e. the likelihood of observing the result if the two loci are not linked is less than 1 in 1000). On the other hand, linkage can be completely excluded if the LOD score is strictly below -2. LOD = log Probability of birth sequence with a given linkage value Probability of birth sequence with no linkage

14 Studio di funzione genica Localizzazione posizionale di geni/malattia Studio di linkage familiare con polimorfismi

15

16 Inheritance pattern – dominant autosomal Entirely penetrant and fatal Frequency - about 1/10,000 live births Late onset - age 35 to 45 Because of late onset, many have children before symptoms appear Families with a history of Huntington's disease : Indiana University maintains a National Research Roster for Huntington's Patients Large family with a history of Huntington's disease discovered living on shore of lake Maracaibo in Venezuela For both families with a history of Huntington's disease: Blood samples taken from each member Permanent cell lines established Each family member analyzed by a neurologist for disease symptoms Paternity verified Huntington, la malattia ideale per position cloning

17 Gusella's group started with a group of anonymous probes that uncovered RFLPs - very few available. the 12th probe they tried -called G8 - indicated linkage. Disease associated with the A haplotype in the American family and the C haplotype in the Venezuelan family. LOD Scores G8 (also called D4S10) mapped approximately 4 cM from the HD locus. It took 10 more years to clone the gene DNA markers were used and D4S10 was localized by in situ hybridization and somatic cell genetics to chromosome region 4p16.3; Further linkage studies for isolating HD Identification of Putative Coding Sequences Exon Trapping; Use trapped exons to identify candidate genes from cDNAs; Four transcripts were analyzed; IT15 - Huntingtin

18 Gusella JF, Wexler NS, Conneally PM, Naylor SL, Anderson MSA, Tanzi RE, Walkins PC, et al (1983) A polymorphic DNA marker genetically linked to Huntington's disease. Nature 306: Huntingtin DNA, protein and uses thereof US Patent Issued on November 11, 1997November 11, 1997 Inventor(s): Marcy E. MacDonald; Christine M. Ambrose; Mabel P. Duyao; James F. GusellaMarcy E. MacDonaldChristine M. AmbroseMabel P. DuyaoJames F. Gusella Assignee: The General Hospital Corporation Application: No filed on The General Hospital Corporation

19 Metodi di identificazione di SNP

20 Siti polimorfici per singola sostituzione di base (SNP) di base Nel genoma umano ci sono SNP allinterno di sequenze codificanti, alcuni di questi possono essere marcatori di patologia polimorfismo a singolo nucleotide

21 Gli SNP sono la causa di circa il 90% della variabilità genetica umana ed in genere si trova uno SNP ogni pb. 2/3 SNP vedono sostituita la C con T. Siti polimorfici per singola sostituzione di base (SNP) Individuo 1 Individuo 2 Perchè una variazione possa essere considerata un SNP deve essere presente in almeno l1% della popolazione

22 IBRIDAZIONE ALLELE-SPECIFICA

23 REAZIONE DI ELONGAZIONE DI PRIMER FISSATO SU SUPPORTO SOLIDO

24 Michiel J. T. van Eijk *, et al. NAR 2004

25 AT CG TAGC TA 5 GC3 TG 5 AC3 DNA is denatured and mixed with oligonudeotides and ligase. The ligase joins pairs of oligonudeotides annealed head to tail if they are correctly base-paired at the junction. Radioactively labeled oligonudeotides (*) are immobilized and detected by autoradiography only if ligated to biotinylated oligonucleotides (B) that can be bound to streptavidin on a solid support. LANDEGREN, et al. Science 1998

26 BANCHE DATI E IDENTIFICAZIONE DI SNP dbSNP sono presenti (annotati) in diverse banche dati quali: PubMed, genome project sequences, GenBank records, the Entrez Gene database, and the dbSTS database of sequence tagged sites.

27 Metodologie innovative: Studio comparativo di popolazioni di prodotti genici genomatica comparativa generazione di arrays per lo studio comparato di espressione genica

28 analisi basata sulla omologia di geni codificanti proteine a funzione nota Genomatica comparativa:

29 Ortologo e paralogo Ortologhi – geni omologi con la stessa funzione in organismi diversi Paraloghi – geni allinterno dello stesso organismo derivanti da duplicazione genica

30 Geni ortologhi o paraloghi

31

32 ARRAY MACROARRAY MICROARRAY

33 DNA microarray (o gene/genome chip, DNA chip, o gene array) è una collezione di depositi puntiformi di DNA, ciascun punto rapresentante un singolo gene immobilizzati su un supporto (vetro, plastica o silicone) mediante legami di tipo irreversibile.genegenome Esempio di microarray con oligo immobilizzati su supporto solido e ibridati con cDNA

34 APPLICAZIONI DI ARRAY: SNP detection arrays – per identificare polimorfismi di singoli nucleotidi nel genoma di diverse popolazioni ibridazione genomica comparativa (Array CGH) – per identificare riarragiamenti coinvolgenti un numero significtativo di basi mRNA or gene expression profiling – per studiare i livelli di espressione di migliaia di geni simultaneamente Chromatin immunoprecipitation (chIP) studies – per determinare il legame di specifche proteine in porzioni specifiche del DNA (ChIP-on-chip technology)

35 mRNA or gene expression profiling

36

37

38 Clustered Image Maps Drugs x Cells Genes x Cells Genes x Drugs

39 Database Microarray Experiment Sets Sample Profiles Genomics and bioinformatics group NCI and NIH

40 Studio di proteine che interagiscono con DNA

41 ChIP-on-chip (o ChIP-chip) è una tecnica che combina la immunoprecipitazione di cromatina (chromatin immunoprecipitation) "ChIP con la tecnologia del micro array (chip").

42 Chip-on-chip analysis per lo studio delle interazioni DNA proteine

43

44 read-out Normalizzazione dei dati e analisi esplorativa dei dati estrazione delle informazioni Sito DNA arricchimento proteina di interesse


Scaricare ppt "LEZIONE 4 Anno Accademico 2010/11 BIOTECNOLOGIE FARMACOLOGICHE CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA IN BIOTECNOLOGIE DEL FARMACO."

Presentazioni simili


Annunci Google