Mohla by editace epigenomu zabránit vývojovým poruchám?
Pomocí nového typu nástroje pro genetické inženýrství, který se nazývá editace epigenomu u myší, vědci obnovili nepravidelnosti ve vyvíjejícím se mozku, které vyplývají z genové mutace.
Úprava epigenomu je způsob, jak změnit expresi nebo čtení genů, aniž by se změnil jejich základní kód DNA.
Tým z Johns Hopkins University v Baltimore, MD, vedl Příroda komunikace studie zaměřená na protein C11orf46.
Jedním z odpovídajících autorů studie je Dr. Atsushi Kamiya, který je docentem psychiatrie a behaviorálních věd na Lékařské fakultě Univerzity Johna Hopkinse.
U lidí mutace v části DNA, která obsahuje C11orf46 Gen může vést k syndromu WAGR, genetickému stavu, který může způsobit mentální postižení a narušit mnoho systémů těla.
Vědci zjistili, že C11orf46 řídí vývoj corpus callosum, což je komplexní svazek nervových vláken, který spojuje pravou a levou stranu mozku.
Pokud se corpus callosum netvoří správně, může to vést k poruchám vývoje mozku, jako je autismus, a typu mentálního postižení, které se může u syndromu WAGR vyskytnout.
Umlčení genů
Jiný název pro syndrom WAGR je syndrom delece chromozomu 11p13, protože mutace, které jej způsobují, zahrnují delece DNA ve specifické oblasti chromozomu 11. C11orf46 gen sedí v této oblasti.
Ke studiu účinku chybějícího proteinu C11orf46 vědci umlčeli jeho kódující gen u myší.
Místo přímého odstranění genu však snížili jeho expresi pomocí nástroje pro úpravu epigenomu.
Pomocí tohoto nástroje mohou vědci změnit chromatinový obal DNA spíše než samotný kód DNA.
Tato změna znesnadňuje čtenářům DNA buňky přečíst kód DNA proteinu, takže buňka produkuje méně.
Tým zjistil, že myši, které produkovaly méně proteinu C11orf46, nedokázaly správně vyvinout corpus callosum v jejich mozku. Poškození mozku je podobné tomu, které se vyskytuje u syndromu WAGR.
Úpravy epigenomu obnovily svazování axonů
Když se vědci podrobněji podívali, zjistili, že myši, které produkovaly méně proteinu C11orf46, měly vyšší expresi v genu, který vytváří další protein nazývaný Semaphorin 6A.
Semaforin 6A hraje klíčovou roli při určování směru růstu neuronových axonů ve vyvíjejícím se mozku.
S další úpravou epigenomu, která změnila expresi přidruženého genu, SEMA6A, vědci dokázali snížit semaforin 6A u myší a obnovit svazek neuronových axonů, aby se podobal svazku normálních myší.
"Epigenetická editace řízená RNA." Sema6a promotory genů prostřednictvím systému dCas9-SunTag s vazbou C11orf46 normalizovaly expresi SEMA6A a zachránily transkallosální dyskonektivitu prostřednictvím remodelace represivního chromatinu pomocí represorového komplexu SETDB1, “píší autoři.
Vědci dospěli k závěru, že studie ukazuje, jak přesná epigenetická úprava chromatinu může změnit časný vývoj spojení mezi pravým a levým mozkem.
"I když je tato práce brzy, tato zjištění naznačují, že bychom mohli být schopni vyvinout budoucí terapie úpravy epigenomu, které by mohly pomoci přetvořit nervová spojení v mozku a možná zabránit výskytu vývojových poruch mozku."
Dr. Atsushi Kamiya
