Efecto de la sobreexpresión de un solo gen en la respuesta de la célula

¿Cuáles son los factores que modifican la expresión diferencial de genes en general al introducir un vector para la sobreexpresión de un solo gen?

Si sobreexpresa un gen para una proteína involucrada en la transducción de señales (p. ej., una quinasa, un andamio o un receptor) mediante la transfección de células vectoriales, entonces sobrecarga la célula usando esta vía de señalización, es útil aislar la vía y estudiarlos.

¿Hay alguna forma de modificar la expresión génica general o el patrón de expresión diferencial celular mediante transfección génica? Creo que esto funcionaría si entregara un gen para la sobreexpresión en proteínas involucradas en el procesamiento de ARN (p. ej., empalme, proteínas ribosómicas, etc.), transcripción de ARN (p. ej., TF) o traducción de proteínas.

Esto suena como toda la genética.
Se parece mucho a Metabolic Engineering.
La sobreexpresión de proteína única fue la principal estrategia para obtener información sobre la función de la proteína. Hago mi investigación en transducción de señales, y usamos este método. pero esta es la pregunta capciosa, todos los miembros de nuestro laboratorio asisten a seminarios.

Respuestas (2)

Cuáles son los factores que modifican la expresión diferencial global de genes al introducir un vector para la sobreexpresión de un solo gen

Esta es una pregunta muy relevante y el campo de la biología experimental necesita revisar las estrategias experimentales.

Una de las explicaciones que dio es correcta: que la proteína sobreexpresada podría anular los procesos celulares.

Otro problema que genera esta práctica es la inferencia incorrecta. Lo que más nos interesa es saber qué hace una proteína en una célula en condiciones fisiológicas generales. Si se altera la estequiometría, definitivamente aparecerán resultados incorrectos. Por ejemplo, en el caso de un represor/activador con múltiples dianas: en su concentración fisiológica general, es posible que no active realmente el gen-X debido a su baja afinidad, pero en concentraciones altas puede hacerlo, y terminamos concluyendo que el gen-x es un objetivo del represor-1 por un experimento de SOBREEXPRESIÓN.

Un enfoque biológico sintético es muy bueno para estudiar pequeños módulos transcripcionales/de señalización . El módulo completo se puede clonar y expresar en una célula bajo un promotor inducible/constitutivo. Esto también se puede implementar en una célula heteróloga. Un modelo matemático generalmente ayuda a hacer ciertas predicciones.

Otras estrategias que se pueden utilizar en lugar de la sobreexpresión:

  1. usando construcciones de sensores que albergan sitios objetivo funcionales o no funcionales en lugar de sobreexpresar la proteína aguas arriba
  2. experimentos de regulación a la baja

Hay muchos vectores de sobreexpresión diferentes (generalmente son promotores/elementos reguladores aguas arriba del gen transfectado). Aquí hay un ejemplo de un vector de sobreexpresión (vector de sobreexpresión pCAMBIA1300S) que se usó para sobreexpresar un factor de transcripción llamado NAC en arroz, lo que resultó en grandes cambios fenotípicos (tolerancia a la sequía y la sal): http://www.ncgr.ac.cn/articles /2009ZhenXN_NAC.pdf

¿Puede ampliar un poco tal vez dando algún ejemplo de cómo la modulación de un solo gen puede afectar posteriormente a muchos otros?