Læknablaðið : fylgirit - 01.01.2011, Qupperneq 137

XV VISINDARAÐSTEFNA Hl
FYLGIRIT 66
V 170 Varmafræði efnaskiptaferla í einstaklingum með meðfædda
efnaskiptagalla
Hulda S. Haraldsdóttir', Swagatika Sahoo', Leifur Franzson2, Jón J. Jónsson2,3, Ines
Thiele1, Ronan M.T. Fleming1
‘Kerfislíffræðisetri HÍ, 2erfða- og sameindalæknisfræðideild Landspítala, 3tífefna- og
sameindalíffræðistofu læknadeildar HÍ
hsh20@hi.is
Inngangur: Fríorkubreytingar við efnahvörf (ArG) eru háðar ýmsum
umhverfisskilyrðum, meðal annars styrk hvarf- og myndefna. Frávik
frá eðlilegum styrk hvarf- og myndefna í efnaskiptaferlum eru eitt
einkenna meðfæddra efnaskiptagalla (inborn errors of metabolism).
Hér verða könnuð áhrif þessara frávika á efnahvarfa í efnaskiptaferlum.
Efniviður og aðferðir: ArG efnahvarfa í líkani af efnaskiptaferlum
í mannafrumum, Recon 1, voru reiknuð með Matlab tólinu von
Bertalannfy. Með því má reikna ArG við mismunandi umhverfisskilyrði
út frá gögnum um myndorku hvarf- og myndefna (ArG). Gögn um
AfG sameinda og umhverfisskilyrði inni í frumum voru fengin úr
tímaritsgreinum og gagnagrunnum á netinu. Ef engin rannsóknargögn
fundust um A(G tiltekinnar sameindar var AfG metið út frá byggingu
sameindarinnar með aðferð sem byggir á tölfræðilegum gögnum um
framiag mismunandi virloiihópa til heildar A(G lífrænna sameinda.
Niðurstöður: ArG við þekkt umhverfisskilyrði í heilbrigðum manna-
frumum var reiknað fyrir 2154 af 3.311 efnahvörfum í Recon 1. Vegna
skorts á gögnum um nákvæma styrki efna inni í frumum fékkst í
mörgum tilvikum frekar breitt bil mögulegra ArG gilda. Unnið er að
frekari gagnaöflun til að þrengja þessi bil.
Gögn um styrkbreytingar efna í blóði vegna 108 meðfæddra
efnaskiptagalla hafa verið tekin saman úr ýmsum gagnagrunnum.
Unnið er að því að tengja þessi gögn á áreiðanlegan hátt við styrk-
breytingar inni í frumum.
Ályktanir: Von Bertalannfy og Recon 1 geta nýst við rannsóknir á
varmafræðilegum áhrifum meðfæddra efnaskiptagalla. Lokaniðurstöður
munu velta á frekari gagnaöflun og þróun aðferða.
V 171 Kortlagning meðfæddra efnaskiptagalla með Recon 1-líkani af
efnaskiptaferlum í mönnum
Swagatika Sahoo', Hulda S. Haraldsdóttir1, Leifur Franzson2, Jón J. Jónsson1, Ronan
M.T. Fleming1, Ines Thiele'
'Kerfislíffræöisetri HÍ, 2Landspítala, 3Lífefna- og sameindalíffræðistofu læknadeildar HÍ og
erfða- og sameindalæknisfræðideild Landspítala
sws2@hi.is
Inngangur: Með gerð tölvulíkansins Recon 1 voru í fyrsta sinn kortlögð
heildartengsl helstu efnaskiptaferla í mannafrumum. Öll helstu
efnahvörfin sem eiga sér stað í efnaskiptaferlum voru skráð í Recon 1,
auk lífefna- og erfðafræðilegra upplýsinga, á formi sem er aðgengilegt
með aðferðum tölvunar- og reiknifræði. Recon 1 gerir rannsakendum
kleift að gera magnbundnar rannsóknir á efnaskiptaferlum í heild sinni.
Hugtakið meðfæddir efnaskiptagallar (inbom errors of metabolism) var
fyrst sett fram árið 1902 en síðan þá hefur fjöldi sjúkdóma sem falla
undir þennan hatt farið vaxandi. Recon 1 hentar einstaklega vel fyrir
rannsóknir á meðfæddum efnaskiptagöllum því það má auðveldlega
gera ráð fyrir öðrum genagöllum í líkaninu. Líkanið má svo nota til fá
nákvæmar upplýsingar um þessa genagalla eða til að fá hugmyndir um
meðferðarúrræði.
Efniviður og aðferðir: Upplýsingar um meðfædda efnaskiptagalla
fengust úr tímaritsgreinum og gagnagrunnum. Meðfæddir efnaskipta-
gallar voru kortlagðir við Recon 1 með skráningu á tengslum genagalla
við prótein eða efnahvörf í Recon 1. Hver skráning var staðfest með
samanburði við birtar heimildir.
Niðurstöður: f heildina fundust 184 meðfæddir efnaskiptagallar sem
hægt var að korleggja með Recon 1. Eftir fyrirhugaðar viðbætur við
Recon 1 verður hægt að kortleggja um 100 meðfædda efnaskiptagalla
til viðbótar.
Ályktanir: Meðfæddir efnaskiptagallar eru margir hverjir sjaldgæfir,
en sem heild er þessi flokkur sjúkdóma mjög algengur. Þeir geta komið
fram í fólki á öllum aldri og haft áhrif á ýmsa líkamsvefi. Næstu skref
eru að nota Recon 1 til að skoða breytingar á styrk efna í blóði og reyna
að spá fyrir um áhrifaríkustu aðferðirnar við greiningu og meðferð
meðfæddra efnaskiptagalla. Slfk vinna mun vonandi leiða til aukinnar
þekkingar á þessum sjúkdómum.
V 172 Lífefnafræðileg virkni Rad26 í umritunarháðri DNA viðgerð
Stefán Sigurðsson’, JesperQ. Svejstrup2
'Lífvísindasetri Læknagarðs, lífefna- og sameindalíffræðistofu, ^Cancer Research, Clare Hall
Laboratories, Bretlandi
stefsi@hi.is
Inngangur: DNA skemmdir geta stuðlað að æxlisvexti og einnig
hindrað tjáningu lífsnauðsynlegra gena. Flestar lífverur hafa þróað
DNA viðgerðarferli sem tryggir hraðari viðgerð í tjáðum genum heldur
en á ótjáðum svæðum erfðamengisins. Þetta viðgerðarferli er háð RNA
pólímerasa II (JÍNAPII) og nefnist umritunarháð DNA viðgerð. Ferlið
hefst á því að DNA skemmdin er greind við það að RNAPII stöðvast
á henni. Næsta skref er illa skilgreint en þó er vitað að CSA og CSB
(Cockayne Syndrome A/B) í mannafrumum og Rad26 í gersvepp
taka þátt í viðgerðarferlinu en ekki er vitað hvernig. Ferlinu er síðan
lokið með skerðibútaviðgerð þar sem hlutur af DNA sameindinni sem
inniheldur skemmdina er fjarlægður og nýr myndaður.
Efniviður og aðferðir: Lífefnafræðilegar aðferðir voru notaðar til þess að
rannsaka virkni Rad26 til þess að öðlast betri skilning á umritunarháðri
DNA viðgerð í heilkjörnungum. Rad26 próteinið var hreinsað með
hefðbundnum aðferðum eftir yfirtjáningu í skordýrafrumum. Rad26
getur vatnsrofið ATP og voru gerðar tilraunir til að rannsaka hlutverk
þessa vatnsrofs í umritunarháðri DNA viðgerð.
Niðurstöður: Tengsl eru á milli ATP vatnsrofs og lengdar DNA hvarfefna
sem bendir til þess að Rad26 geti ferðast eftir DNA sameindinni.
Niðurstöður benda einnig til þess að próteinið þekki ákveðna DNA
bygginu betur en aðrar, til dæmis þær sem sjást þar sem RNAPII hefur
myndað umritunarbólu (transcription bubble).
Ályktanir: Rad26 notar orku sem losnar við ATP vatnsrof til þess að
ferðast eftir DNA sameindinni, hugsanlega til þess að leita að RNAPII
sem hefur stöðvast á DNA skemmd eða til að hafa áhrif á bindingu
RNAPII við DNA. Hvernig Rad26 kemur skilaboðum til próteina sem
taka þátt í skerðibútaviðgerðinni er enn óljóst. Rannsóknirnar beinast að
því að kanna þetta ferli enn frekar.
V 173 RNA pólímerasi II merktur með Ubiquitin
Stefán Sigurðsson', Jesper Q. Svejstrup2
'Lífvísindasetri Læknagarðs, lífefna- og sameindalíffræðistofu, Klancer Research, Clare Hall
Laboratories, Bretlandi
stefsi@hi.is
Inngangur: Heilkjarna frumur hafa marga varðveitta ferla til þess að
LÆKNAblaðið 2011/97 137