유전학

알칼리 혜성 분석(단일 세포 겔 전기 영동)은 진핵 세포에서 유전자 손상을 측정하는 데 가장 널리 사용되는 방법입니다., 2015). 그것은 세포-생물학적으로 유용한 범위,낮은 내인성 손상 수준에서 세포를 죽이지 않고 실험적으로 가해질 수있는 손상 범위까지 확장됩니다. 특정 병변 특이 적 수리 엔도 뉴 클레아 제와 함께 용해 후 뉴 클레오 노이드의 소화는 다른 손상을 측정 할 수 있습니다. 최근,(으며 날씨에 따라 야외 구티에레스 et al. 2014)는 정자의 동일한 혜성에서 단일 좌초(단일 좌초)와 이중 좌초 유전자 파단(단일 좌초)을 구별 할 수있는 2 차원 두 꼬리 혜성 분석을 개발했다.

오스틀링과 요한슨의 첫 번째 보고서(1984)이후 혜성 분석은 시험관 내 및 생체 내 모델 모두에서 화학 물질의 유전 독성 테스트에 널리 사용되었습니다. 후자의 장점은 다양한 진핵 생물에서 다양한 조직의 세포를 연구 할 수 있다는 것입니다. 지난 15 년 동안 혜성 분석은 화학 물질의 유전 독성을 테스트하기 위해 초파리 멜라노 가스 터에서 광범위하게 사용되었습니다(가이브 및 시에라,2014). 이 접근법은 초파리 멜라노가스터가 유전자 손상 반응을 포함하여 인간의 건강과 관련된 모든 종류의 프로세스에 대한 귀중한 모델이기 때문에 매우 유용합니다.

혜성 분석에서 식물뿐만 아니라 다양한 육상 및 수생 종의 사용은 지난 10 년 동안 극적으로 증가했다(코스타 외. 2014;드 라푸 엔테 등.,2015;산토스 등. 2015),특히 환경 위험 평가(시대). 최근 유효성 검사 연구는 체 외 혜성 분석 결과 결합 하구 환경(코스타 외 등)와 같은 특히 도전적인 자연 시나리오에도 시대에 효과적인 보완적인 증거 라인 수 있습니다 표시 했다., 2014).

지난 10 년 동안 나노 크기의 재료의 생산과 사용이 크게 증가했으며 결과적으로 이러한 유형의 재료에 대한 인간의 노출도 증가했습니다. 인간의 건강과 관련하여 나노 물질의 위험을 식별하고 이해하는 것은 간단한 문제가 아닙니다. 유전독소의 화학적 조성은 유전독성을 담당할 뿐만 아니라,형태,비표면적,크기,크기 분포,제타 전위도 이러한 물질이 게놈에 미치는 영향을 결정합니다. 나노 유전 독성의 효과를 연구하기위한 표준 유전 독성 분석의 적합성에 대한 논쟁은 여전히 있지만,지금까지 나노 유전 독성에서 가장 많이 사용되는 방법은,그 견고성,다양성 및 신뢰성 덕분에,혜성 분석 하였다(아즈 케타와 두신 스카,2015). 방사선과 다양한 화학 물질의 유전 독성을 조사하는 것 외에도,식물 혜성 분석은 최근에 또한 유전 독성의 영향을 연구하는 데 사용되었습니다., 2015).

혜성 분석의 또 다른 응용은 임상 연구뿐만 아니라 인간의 생체 모니터링을 위한 귀중한 실험 도구이다. 혈액 또는 조직을 수집하는 것은 모든 인간 대상에서 항상 가능한 것은 아니며,비 침습적으로 수집 할 수있는 다른 세포 공급원은 혜성 분석으로 테스트되었습니다. 2014 년)뿐만 아니라 정액(으며 날씨에 따라 야외 구티에레스 et al. 2014;브룬보르그 외., 2015).

유전자 손상 측정을 위한 혜성 분석 실험의 개발과 병행하여 유전독성 세포 반응에 필수적인 요소인 유전자 복구에 대한 분석 실험이 개발되었다. 유전자 복구 측정에 대한 가장 간단한 방법은 세포를 유전자 손상 제로 치료 한 다음 수리가 진행될 수 있도록 배양하여 간격에 남아있는 손상의 양을 측정하는 것입니다. 수리 능력을 평가하는 대안,생화학 적 접근 방식은 1994 년에 설명되었다(콜린스 등. 1994),그리고 그 이후 염기 절제 수리(베르)및 뉴클레오티드 절제 수리(네르)를 모두 측정하기위한 다양한 변형 된 버전의 분석 결과가 발표되었습니다(아즈 케타 외에도에 의해 검토 됨., 2014). 이 생화학 적 접근 방식은 임상 조사뿐만 아니라 환경,영양,생활 습관 및 직업이 유전자 복구 능력에 미치는 영향을 연구하기 위해 적용되었습니다., 2014).

이 대체 시험 관내 접근법 정의 된 병 변을 포함 하는 유전자 기질에 세포 추출의 복구 활동을 평가 합니다. 혜성 분석은 인큐베이션 시간과 함께 유전자 파괴(수리 중간체)의 축적을 따르는 데 사용됩니다. 최근,슬리 스코바와 동료들은 인간 조직 샘플에 성공적으로 베르 넬에 대한 시험 관내 유전자 복구 분석을 적용하는 첫번째이었다;특히,대장 암종 생검(슬리 스코바 외., 2012, 2014).

다른 종류의 유전자 복구 분석 결과,겔에 내장 된 세포가 용해 전에 복구 할 수 있도록 최근 유전자 복구 속도론을 더 자세히 연구하기 위해 채택되었습니다; 특히,전사 후 변형에 의한 베르 단백질의 조절을 연구합니다(닉슨 및 파슨스,2014). 특정 유전자의 수준에서 유전자 수리를 연구 하는 또 다른 방법은 혜성-물고기 기법,혜성 꼬리에 단일 좌초 유전자에 하이브리드 것입니다 형광 표지 유전자 프로브를 사용 하 여. 맥 칼리 스터 등. (2014)대량 유전자 뿐만 아니라 적극적으로 전사 유전자와 선택 된 지역에서 우선 가닥 휴식 수리를 연구 하는이 메서드를 사용 합니다.

유도 손상의 복구 동역학을 연구하면 유전 독성 화학 물질에 대한 세포 반응에 대한 우리의 이해에 도움이 될 것입니다. 또한,(항)발암 과정에서 플레이어로서 유전자 복구의 중요성은 특정 암 표적 조직의 수준에서 수리를 보면 해명 할 수있다. 수선—및 유전 독성 화합물에 세포 반응의 다른 측면의 규제는 후성 유전 학적 메커니즘을 포함 할 가능성이 있으며 혜성 분석은 다양한 성장 조건 하에서 개별 세포에서 글로벌 유전자 메틸화 패턴의 변화를 측정하기 위해 성공적으로 채택되었습니다., 2014).

%의 꼬리 유전자는 유전자 파괴 주파수에 대 한 최고의 설명자로 추천,혜성—및 손상의 정도 참조—쉽게 시각화할 수 있습니다. 그러나 많은 연구자들은 여전히 꼬리 모멘트의 사용을 선호합니다., 2014). 사실 두 설명자는 유사하게 분석 조건에 의해 영향을 받는다(아즈 케타 외. 2011 년;Ersson 및 Möller,2011).

혜성 분석의 변동성은 다른 프로토콜의 사용 또는 통제 할 수 없거나 무작위 실험적 변이에서 발생하는지 여부에 관계없이 중요한 문제입니다. 모든 실험에 참조 표준을 포함시키는 것이 권장되며,특히 예를 들어 생체 모니터링 시험에서 나온 많은 샘플이 다른 경우에 분석 될 때 권장됩니다. 참조 표준은 알려진 양의 유전자 손상을 가진 세포입니다; 치료되지 않은 세포(음성 대조군),엑스레이 노출 된 세포(양성 대조군)또는 감광제 플러스 빛으로 처리 된 세포(양성 대조군 포함 분석실험),배치 준비 및 분취액으로 냉동. 상당한 변화는 실험의 실행에서 표준에 발생하는 경우,샘플 결과는 정규화 될 수있다(콜린스 등., 2014). 실험실간에 참조 표준을 교환하면 이러한 실험실의 결과를 더 쉽게 비교할 수 있습니다.

기준 표준 셀은 일반적으로 샘플 겔과 병렬로 겔로 설정됩니다. 내부 표준—즉.,샘플 세포와 같은 겔의 표준 세포-이상적 일 것이다;하지만 세포의 두 가지 유형을 구별 할 수 있도록 물론 필수적이다. 인간 세포에 비해 게놈 크기가 크거나 작은 물고기 세포가 성공적으로 이러한 목적을 위해 채택되었다(브룬보르그 외., 2015). 이러한 참조 셀 표준 또는 교정 곡선(전리 방사선의 다른 복용량을 주어진 세포와 함께 설립)와 함께 사용할 수 있습니다.

통계는 혜성 분석의 모든 응용에서 작은 차이가 우연히 발생하는지 확인하는 중요한 도구입니다. 테스트에 대한 통계 분석 및 권장 사항에 대한 간결한 설명이 게시되었습니다(로벨 외. 1999;로벨과 오모리,2008). 혜성 분석 통계 분석을 단순하게 유지하기 위해 실험을 계획 할 때 적절한 연구 설계 및 통계적 힘을 신중하게 고려해야한다는 것을 상기시켜줍니다.

모든 생물학적 분석과 마찬가지로 데이터 통합은 혜성 분석 결과를 더 큰 그림 내에서 해석하는 데 중요합니다. 혜성 분석 결과 다른 유전자 손상 지표와 세포 반응(예를 들어,산화 스트레스,세포 분열,또는 세포 죽음)에 의해 제공 되는 정보의 통합 시대(코스타 외.,2014;산토스 등. 또한,이 연구에서는 인간 생체모니터링뿐만 아니라 인간 생체모니터링도 연구한다. 2010;슬리스코바 외., 2012). 또한”오믹스”데이터를 포함하면 유전 독성 화합물의 작용 방식을 푸는 데 도움이됩니다., 2012, 2014; 산토스 외. 2015)-그것은 여러 연구가 유전자 복구의 표현형 측정이 반드시 게놈 또는 전사 데이터와 상관 관계가없는 것으로 나타났습니다 지적 가치가 있지만(콜린스 등. 2012;슬리스코바 외. 2012,2014);다른 접근 방식은 보완적인 것으로 간주되어야합니다.

30 년의 개발과 수정 후에도 혜성 분석은 여전히 다소 간단하고 다재다능하지만 노동 집약적 인 분석이다. 분석실험의 각종 높은 처리량 수정은 최근에 검토되었습니다(브룬보르그 외., 2014). 생체 조건 및 체 외 응용 프로그램 효율성,프로토콜 및 처리량의 표준화 추가 개선에서 큰 이점을 얻을 것 이다. 자동화 및 소형화는 생물학의 많은 분야에서 일반적인 전략으로,실험 당 분석 된 샘플 수의 크기 변화를 허용하고 주관적인 편향을 줄이며 재현성을 향상시킵니다.

다음 30 년 동안 우리는 무엇을 기대할 수 있습니까? 유전 독성 테스트를위한 시험 관내 혜성 분석법의 수용,연구자들을 끝없는 현미경 관찰에서 구하기 위해 저렴한 자동화 된 혜성 점수,프로토콜 표준화(아마도)및 신뢰할 수있는 내부 참조 표준,유전자 복구에 대한 더 많은 인간 생체 모니터링 연구(표현형 분석법은 유전체학 및 전사학과 함께 중요한 위치를 차지한다는 것을 받아 들임),다양한 동물 및 식물 종을 이용한 환경 모니터링;그리고 더 많은 예측할 수없는 개발 및 응용.

이해 상충 성명

저자는 연구가 잠재적 인 이해 상충으로 해석 될 수있는 상업적 또는 재정적 관계가없는 상태에서 수행되었다고 선언합니다.

감사

이 프론티어 연구 주제에 기여한 모든 저자와 리뷰어 및 편집자에게 감사드립니다. SL 은 수혜자의 박사 후 과정에서 부여 AXA 연구기금과 Cefic-LRI 혁신적인 과학상 수상 2013. 2013 년 스페인 정부의 경제부 장관(2013 년’램 2013 년 카잘’프로그램)에 감사드립니다.2015 년 10 월 15 일,2015 년 10 월 15 일,2015 년 10 월 15 일,2015 년 10 월 15 일,2015 년 10 월 15 일. 나노 물질의 유전 독성의 평가 대 한 혜성 분석의 사용. 정면. 제네트 6:239. 도이:10.3389/에프진.2015.00239

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