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Ruido transcripcional

El ruido transcripcional es una causa primaria de la variabilidad ( ruido ) en la expresión génica que ocurre entre células en poblaciones isogénicas (ver también ruido celular ). [1] Una fuente propuesta de ruido transcripcional es la ráfaga transcripcional [2] [3] [4] aunque otras fuentes de heterogeneidad, como la separación desigual de los contenidos celulares en la mitosis también es probable que contribuyan considerablemente. [5] La transcripción en ráfaga, a diferencia de los modelos probabilísticos simples de transcripción, refleja múltiples estados de actividad génica, con fluctuaciones entre estados separados por intervalos irregulares, generando una expresión proteica desigual entre células. El ruido en la expresión génica puede tener tremendas consecuencias en el comportamiento celular y debe mitigarse o integrarse. En ciertos contextos, como el establecimiento de la latencia viral, la supervivencia de microbios en entornos estresantes que cambian rápidamente o varios tipos de diferenciación dispersa, la variabilidad puede ser esencial. [6] [7] La ​​variabilidad también impacta en la efectividad del tratamiento clínico, con resistencia de bacterias y levaduras a los antibióticos causada demostrablemente por diferencias no genéticas. [8] [9] La variabilidad en la expresión genética también puede contribuir a la resistencia de subpoblaciones de células cancerosas a la quimioterapia [10] y parece ser una barrera para curar el VIH. [11]

Notas

  1. ^ Raj, A; Van Oudenaarden, A (2008). "Naturaleza, crianza o casualidad: expresión genética estocástica y sus consecuencias". Cell . 135 (2): 216–26. doi :10.1016/j.cell.2008.09.050. PMC  3118044 . PMID  18957198.
  2. ^ Golding, I; Paulsson, J; Zawilski, SM; Cox, EC (2005). "Cinética en tiempo real de la actividad genética en bacterias individuales". Cell . 123 (6): 1025–36. doi : 10.1016/j.cell.2005.09.031 . PMID  16360033.
  3. ^ Chubb, JR; Trcek, T; Shenoy, SM; Singer, RH (2006). "Pulsación transcripcional de un gen del desarrollo". Current Biology . 16 (10): 1018–25. Bibcode :2006CBio...16.1018C. doi :10.1016/j.cub.2006.03.092. PMC 4764056 . PMID  16713960. 
  4. ^ Raj, A; Peskin, CS; Tranchina, D; Vargas, DY; Tyagi, S (2006). "Síntesis estocástica de ARNm en células de mamíferos". PLOS Biology . 4 (10): e309. doi : 10.1371/journal.pbio.0040309 . PMC 1563489 . PMID  17048983. 
  5. ^ Huh, D.; Paulsson, J. (2010). "Heterogeneidad no genética a partir de la partición estocástica en la división celular". Nature Genetics . 43 (2): 95–100. doi :10.1038/ng.729. PMC 3208402 . PMID  21186354. 
  6. ^ Weinberger, LS; Burnett, JC; Toettcher, JE; Arkin, AP; Schaffer, DV (2005). "Expresión génica estocástica en un ciclo de retroalimentación positiva lentiviral: las fluctuaciones de Tat del VIH-1 impulsan la diversidad fenotípica". Cell . 122 (2): 169–82. arXiv : q-bio/0608002 . doi :10.1016/j.cell.2005.06.006. PMID  16051143. S2CID  8061716.
  7. ^ Losick, R.; Desplan, C. (2008). "Estocasticidad y destino celular". Science . 320 (5872): 65–68. Bibcode :2008Sci...320...65L. doi :10.1126/science.1147888. PMC 2605794 . PMID  18388284. 
  8. ^ Lewis, K. (2010). "Células persistentes". Revisión anual de microbiología . 64 : 357–372. doi :10.1146/annurev.micro.112408.134306. PMID  20528688.
  9. ^ Blake, William J; Balázsi, Gábor; Kohanski, Michael A; Isaacs, Farren J; Murphy, Kevin F; Kuang, Yina; Cantor, Charles R; Walt, David R; Collins, James J (2006). "Consecuencias fenotípicas del ruido transcripcional mediado por promotores". Célula molecular . 24 (6): 853–865. doi : 10.1016/j.molcel.2006.11.003 . PMID  17189188.
  10. ^ Sharma, SV; Lee, DY; Li, B.; Quinlan, MP; Takahashi, F.; Maheswaran, S.; McDermott, U.; Azizian, N.; Zou, L.; Fischbach, MA; Wong, KK; Brandstetter, K.; Wittner, B.; Ramaswamy, S.; Classon, M.; Settleman, J. (2010). "Un estado de tolerancia reversible a fármacos mediado por cromatina en subpoblaciones de células cancerosas". Cell . 141 (1): 69–80. doi :10.1016/j.cell.2010.02.027. PMC 2851638 . PMID  20371346. 
  11. ^ Weinberger, AD; Weinberger, LS (2013). "Selección estocástica del destino en pacientes infectados por VIH". Cell . 155 (3): 497–9. doi : 10.1016/j.cell.2013.09.039 . PMID  24243007.