Чи може редагування епігенома запобігти порушенням розвитку?
Використовуючи новий тип інструменту генної інженерії, який називається редагуванням епігенома у мишей, вчені відновили порушення в мозку, що розвиваються, які виникають внаслідок мутації генів.
Редагування епігенома - це спосіб зміни експресії або читання генів без зміни їх основного коду ДНК.
Команда з Університету Джона Хопкінса в Балтиморі, доктор медичних наук, очолила Природні комунікації дослідження, яке зосереджується на білку C11orf46.
Одним з авторів дослідження є доктор Ацусі Камія, доцент кафедри психіатрії та поведінкових наук медичної школи Університету Джона Хопкінса.
У людини мутації ділянки ДНК, що містить C11orf46 ген може призвести до синдрому WAGR, генетичного стану, який може спричинити інтелектуальні вади та погіршити роботу багатьох систем організму.
Дослідники виявили, що C11orf46 керує розвитком мозолистого тіла, яке є складним пучком нервових волокон, що з'єднує праву та ліву сторони мозку.
Якщо мозолисте тіло формується неправильно, це може спричинити порушення розвитку мозку, такі як аутизм, та тип інтелектуальної недостатності, який може виникнути при синдромі WAGR.
Заглушення генів
Інша назва синдрому WAGR - це синдром делеції хромосоми 11р13, оскільки мутації, що викликають його, включають делеції ДНК у певній ділянці хромосоми 11. C11orf46 ген знаходиться в цьому регіоні.
Для вивчення ефекту відсутнього білка C11orf46 дослідники замовкли його кодуючий ген у мишей.
Однак замість того, щоб безпосередньо видалити ген, вони зменшили його експресію за допомогою інструменту редагування епігенома.
За допомогою цього інструменту вчені можуть змінити упаковку хроматину ДНК, а не сам код ДНК.
Ця зміна ускладнює читачам ДНК клітини читання ДНК-коду білка, в результаті чого клітина виробляє менше його.
Команда виявила, що миші, які виробляли менше білка C11orf46, не змогли правильно розвинути мозолисте тіло в мозку. Порушення головного мозку подібне до того, що відбувається при синдромі WAGR.
Редагування епігенома відновило зв’язування аксонів
Коли дослідники придивились уважніше, вони виявили, що миші, які продукували менше білка C11orf46, мали вищу експресію в гені, який утворює інший білок, який називається Семафорин 6А.
Семафорин 6А відіграє ключову роль у керуванні напрямком росту нейрональних аксонів у мозку, що розвивається.
З подальшим редагуванням епігенома, яке змінило експресію пов'язаного з ним гена, SEMA6A, дослідникам вдалося зменшити семафорин 6А у мишей і відновити зв'язування нейронів аксонів, що нагадує звичайні миші.
“РНК-кероване епігенетичне редагування Сема6а генні промотори через систему dCas9-SunTag із зв'язуванням C11orf46, нормалізували експресію SEMA6A та врятували транскалозальну розбіжність шляхом репресивного ремоделювання хроматину репресорним комплексом SETDB1 », - пишуть автори.
Дослідники приходять до висновку, що дослідження демонструє, як точне епігенетичне редагування хроматину може змінити ранній розвиток зв'язку між правим і лівим мозком.
"Незважаючи на те, що ця робота є ранньою, ці результати свідчать про те, що ми можемо розробити майбутні методи редагування епігенома, які могли б допомогти змінити нервові зв'язки мозку і, можливо, запобігти виникненню порушень розвитку мозку".
Доктор Ацусі Камія
