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La coopération surprenante de deux gènes mutants : comment cela change-t-il notre compréhension de la génétique ?
Dans le monde de la biologie, l’interaction des gènes peut être assez mystérieuse et complexe. Les réseaux d’interaction génétique représentent les interactions fonctionnelles entre deux gènes, qui non seulement nous aident à comprendre la relation entre le génotype et le phénotype, mais révèlent également de nombreux secrets sur la génétique humaine. La plupart des gènes ne codent pas pour un phénotype spécifique, mais plutôt l’interaction de plusieurs gènes influence conjointement la formation du phénotype.
« Chaque individu est porteur d'environ 4 millions de variantes et de polymorphismes génétiques, dont la grande majorité ne peut être directement attribuée à la cause indépendante d'un phénotype particulier. »
Des études ont montré que les interactions entre les variantes génétiques et les conditions environnementales peuvent déterminer en grande partie le phénotype produit par un génotype. Par conséquent, la compréhension des réseaux d’interactions génétiques peut fournir des informations précieuses et aider à élucider les mécanismes de maladies complexes. Cependant, la cartographie directe des réseaux d’interaction génétique chez l’homme s’est avérée impossible en raison de l’incapacité d’isoler des sujets présentant des variantes génétiques uniques. Les chercheurs espèrent qu’en comprenant les caractéristiques des réseaux d’interaction génétique dans des organismes appropriés, ils pourront fournir des outils pour construire des réseaux d’interaction génétique chez les humains.
Aperçu des interactions génétiques
Les interactions génétiques se produisent lorsque l’interaction entre deux ou plusieurs gènes entraîne une différence entre un phénotype et ce qui est attendu. Par exemple, un phénotype fort indique généralement une faible fitness, tandis qu’un phénotype faible peut être proche de la fitness de la souche non mutante. Un phénotype courant pour étudier les interactions génétiques est la forme physique, qui mesure les taux de reproduction relatifs des mutants.
« Une interaction génétique est définie comme la différence entre le phénotype double mutant mesuré expérimentalement et le phénotype double mutant attendu. »
Le phénotype d'un double mutant peut se manifester soit par une interaction génétique négative, soit par une interaction génétique positive. Les interactions génétiques négatives se produisent lorsque le phénotype d'un double mutant est plus fort que prévu, tandis qu'un cas particulier est une interaction létale synthétique, lorsque la suppression d'un seul gène ne nuit pas significativement à l'organisme, mais la suppression des deux gènes rend l'organisme non viable. Alternativement, une interaction génétique positive signifie que le phénotype du double mutant est plus faible que prévu. Les critères de mesure des interactions entre gènes doivent être basés sur les phénotypes lorsque les gènes ne sont pas censés interagir. Les modèles courants incluent le modèle minimal, le modèle additif et le modèle multiplicatif. Parmi eux, lorsque la forme physique est utilisée comme phénotype, le modèle multiplicatif est le plus performant.
Caractéristiques des réseaux d'interaction génétique
Les réseaux d’interactions génétiques ont été largement étudiés chez plusieurs organismes, tels que la levure, Escherichia coli, les nématodes et les mouches des fruits. Ces études révèlent la structure topologique des réseaux d’interactions génétiques, la manière dont ils fournissent des informations sur la fonction des gènes et la nature évolutivement conservée de ces réseaux. Les chercheurs espèrent qu’en comprenant les propriétés générales des réseaux d’interaction génétique et en les combinant avec d’autres informations biologiques, telles que les réseaux d’interaction protéique, ils pourront déduire les réseaux d’interaction génétique d’autres organismes tels que les humains.
« Les centres des réseaux d’interactions génétiques sont souvent des protéines essentielles, et ces interactions fournissent des informations sur la pertinence fonctionnelle de deux gènes. »
Les profils d’interaction génétique soutiennent la construction de réseaux de similarité génétique qui peuvent prédire les fonctions de gènes non caractérisés. Certaines études ont exploré la manière d'analyser la conservation de ces réseaux génétiques sur des distances évolutives. Bien que l'on ne sache pas encore clairement dans quelle mesure les interactions entre gènes individuels sont conservées, les propriétés générales des réseaux d'interactions génétiques semblent être conservées, y compris les fonctions des centres de réseau et des interactions génétiques. profils. Capacités prédictives.
Importance biologique
Comprendre les interactions génétiques est essentiel pour relier le génotype au phénotype. Par exemple, les interactions génétiques ont été proposées comme explication de l’absence d’hérédité. L’absence d’héritabilité signifie que les sources génétiques de nombreux phénotypes héréditaires n’ont pas encore été découvertes. Étant donné que les interactions génétiques peuvent s’étendre au-delà des interactions par paires entre les gènes, elles ont le plus grand potentiel pour améliorer le pouvoir explicatif des origines connues des gènes, contribuant ainsi à réduire les défis posés par l’héritabilité manquante.
À mesure que nous continuons à explorer le réseau d’interactions génétiques, nous pourrions trouver davantage de réponses aux mystères de la génétique. Comment ces réponses affecteront-elles notre compréhension de nous-mêmes ?
