摘要影响基因表达

虽然草甘膦在全球监管机构的批准,人们越来越担心其可能的负面健康影响。2015年3月,世界卫生组织的国际癌症研究机构分类草甘膦作为“人类可能致癌”。

欧洲的人口调查显示,大多数人尿液中草甘膦。人类摄取草甘膦残留主要来自食物,包括谷类(如小麦、燕麦、大麦、黑麦),已被“干燥”前glyphosate-based除草剂收获和Roundup-tolerant转基因(GMO)作物如甜菜、玉米、油菜(强奸)和大豆。

2014年由美国地质调查局公布的一项研究发现,在美国38个州有草甘膦及其降解产物在大多数河流,小溪,沟渠,水处理厂采样的输出。

迈克尔•安东尼奥由于博士在伦敦大学,是使用Qlucore组学探险家在一系列研究超低剂量的草甘膦的影响基因表达谱(转录组),蛋白质概况(蛋白质组),和小分子代谢物的概要文件(代谢物)老鼠和细胞培养。

安东尼奥由于博士的研究小组利用细胞和分子分析方法研究转录和转录后调节基因的表达的事件包括在应对各种环境刺激,包括环境相关剂量的农药和其他化学污染物的关键。

集团是特别感兴趣的表观遗传变化(变化,成为稳定遗传的基因模式函数从一个细胞分裂到另一个)的证据,即使是短暂的接触一些化学物质,特别是那些能够扰乱内分泌(荷尔蒙)系统在胎儿发育或早期的生活,可以有一个持久的影响基因控制。”这样一个固定的改变基因表达的模式会导致各种各样的问题在以后的生活中从肥胖、糖尿病、某些癌症倾向等等,”安东尼奥由于博士解释说。

强大的可视化显示清晰的结果

组的第一个研究使用Qlucore软件,博士后研究员罗宾Mesnage博士分析了转录组的十大鼠的肝脏和肾脏处理超低,环境剂量的抗农达除草剂的两年和十个控件没有。在早期研究中相同的动物,破坏的证据被发现在治疗大鼠的尿液、血液生化和解剖学。

目的是发现草甘膦是否改变了转录组,如果是这样,这些变化的本质是什么。主成分分析(PCA)可视化是第一步之后,热量地图可视化和统计分析。

安东尼奥由于博士解释说:“老鼠大约有28000个基因,只打开其中一个子集在肝脏和肾脏。每个基因是一个维度的分析有28 k变量,这需要减少可控的。

“使用PCA可视化,Qlucore允许您以图形方式表示所有这些变量在三维空间中,以便每个动物占据了一个特殊的位置。很快就可以看到每个动物与另一个和任何治疗相关的效应。如果大量的动物聚集在一起,你知道效果是一样的。”

PCA图表可以输出视频文件在3 d和旋转。“它是强大的,因为有时候旋转情节,你可以看到相关性不是很清楚在一个平面二维图,“安东尼奥由于博士说。

“热地图可视化显示每个基因的活动对于每个老鼠器官可以看到变化组和是否同质。”Mesnage博士说,他一直致力于综述毒性八年。

在转录组分析,热点图可视化显示的清晰分离控制这些,对待动物和大量的基因表达谱改变后者。

预测基于分子“签名”

获得进一步了解这些影响,安东尼奥由于和Mesnage博士希望使用一个新的组学Explorer称为构建分类器的特性,可以用来预测基于分子“签名”。“如果你看到一个改变在某种模式的基因功能,您可以对比模式到另一批基因签名是否匹配。通过这些改变,看着他们集体,你可以预测随着时间的推移,某些健康问题的结果,“Mesnage博士解释说。

如果识别转录组、蛋白质组和代谢组签名可以发现对于一个给定的剂量的综述或感兴趣的其他化学物质,动物模型研究可以更快的完成。老鼠,例如,可以给予低剂量超过几个月,而不是在两年内使大量的较短的测试。

“即使暴露会短,我们感兴趣的是,我们仍然会看到是否血液中的基因表达模式的改变,肝脏和肾脏,即使动物不显示任何公开的健康问题,“Mesnage博士解释说。

他补充说:“如果从表观遗传机制的变化是基因控制,我们知道签名可以成为固定的。在此基础上,我们可以预测,肾或肝功能损害长期的。”

一个更广泛的项目是使用组学Explorer来分析可能的内分泌干扰效应在组织培养细胞的转录组的系统中,如人类乳腺癌细胞,接受低剂量的一系列不同的杀虫剂。“例如,如果在食物或水化学模拟雌激素的影响,这将是一个与激素依赖性乳癌关心一个女人,”安东尼奥由于博士的评论。

安东尼奥由于博士和他的团队希望他们的除草剂和杀虫剂的研究和科学家在其他领域,尤其是内分泌学领域,将鼓励监管机构更新他们所使用的技术来评估化学毒性。

“我们希望我们的工作将进一步说明,监管机构必须接受最新的科学原理,显示潜在毒性非常低水平的风险,”安东尼奥由于博士总结道。