Mohla by úprava epigenómu zabrániť vývojovým poruchám?
Pomocou nového typu nástroja genetického inžinierstva nazývaného editácia epigenómu u myší vedci obnovili nepravidelnosti vo vývoji mozgu, ktoré vznikajú pri génovej mutácii.
Úprava epigenómu je spôsob, ako zmeniť expresiu alebo čítanie génov bez zmeny ich základného kódu DNA.
Tím z Johns Hopkins University v Baltimore, MD, viedol Komunikácia o prírode štúdia zameraná na proteín C11orf46.
Jedným z korešpondujúcich autorov štúdie je Dr. Atsushi Kamiya, ktorý je docentom psychiatrie a behaviorálnych vied na lekárskej fakulte Univerzity Johns Hopkins.
U ľudí, mutácie v časti DNA, ktorá obsahuje C11orf46 Tento gén môže viesť k syndrómu WAGR, genetickému ochoreniu, ktoré môže spôsobiť mentálne postihnutie a narušiť mnoho systémov tela.
Vedci zistili, že C11orf46 riadi vývoj corpus callosum, čo je komplexný zväzok nervových vlákien, ktorý spája pravú a ľavú stranu mozgu.
Ak sa corpus callosum netvorí správne, môže to viesť k poruchám vývoja mozgu, ako je autizmus, a k typu intelektuálneho postihnutia, ktoré sa môže vyskytnúť pri syndróme WAGR.
Umlčanie génov
Ďalším názvom pre syndróm WAGR je syndróm delécie chromozómu 11p13, pretože mutácie, ktoré ho spôsobujú, zahŕňajú delécie DNA v špecifickej oblasti chromozómu 11. C11orf46 gén leží v tejto oblasti.
Na štúdium účinku chýbajúceho proteínu C11orf46 vedci umlčali jeho kódujúci gén u myší.
Namiesto priameho odstránenia génu však znížili jeho expresiu pomocou nástroja na úpravu epigenómu.
Pomocou tohto nástroja môžu vedci zmeniť skôr chromatínový obal DNA ako samotný kód DNA.
Táto zmena sťažuje čitateľom DNA bunky čítanie kódu DNA proteínu, čo má za následok, že bunka ich produkuje menej.
Tím zistil, že myši, ktoré tvorili menej proteínu C11orf46, nedokázali správne vyvinúť corpus callosum v mozgu. Poškodenie mozgu je podobné tomu, ktoré sa vyskytuje pri syndróme WAGR.
Úpravou epigenómu sa obnovilo zväzkovanie axónov
Keď sa vedci podrobnejšie pozreli, zistili, že myši, ktoré produkovali menej proteínu C11orf46, mali vyššiu expresiu v géne, ktorý vytvára ďalší proteín s názvom Semaphorin 6A.
Semaforín 6A má kľúčovú úlohu pri usmerňovaní smeru rastu neurónových axónov vo vyvíjajúcom sa mozgu.
S ďalšou úpravou epigenómu, ktorá zmenila expresiu pridruženého génu, SEMA6Avedci dokázali redukovať semaforín 6A u myší a obnoviť zväzok neurónov axónov, aby sa podobali zväzkom normálnych myší.
„Epigenetická úprava riadená RNA Sema6a génové promótory prostredníctvom systému dCas9-SunTag s väzbou C11orf46 normalizovali expresiu SEMA6A a zachránili transkalóznu dyskonektivitu prostredníctvom remodelácie represívneho chromatínu pomocou represorového komplexu SETDB1, “píšu autori.
Vedci dospeli k záveru, že štúdia ukazuje, ako presná epigenetická úprava chromatínu môže zmeniť skorý vývoj spojenia medzi pravým a ľavým mozgom.
"Aj keď je táto práca skorá, tieto objavy naznačujú, že môžeme byť schopní vyvinúť budúce terapie úprav epigenómu, ktoré by mohli pomôcť pri pretváraní nervových spojení v mozgu a možno zabrániť výskytu vývojových porúch mozgu."
Atsushi Kamiya
