Може ли редактирането на епигеном да предотврати нарушения в развитието?
Използвайки нов тип инструмент за генно инженерство, наречен редактиране на епигеном при мишки, учените са възстановили нередности в развиващия се мозък, които възникват от генна мутация.
Редактирането на епигеном е начин за промяна на експресията или четенето на гени, без да се променя основният им ДНК код.
Екип от университета Джон Хопкинс в Балтимор, д-р, ръководи Nature Communications проучване, което се фокусира върху протеина C11orf46.
Един от съответните автори на изследването е д-р Ацуши Камия, който е доцент по психиатрия и поведенчески науки в Медицинския факултет на Университета Джон Хопкинс.
При хората мутации в участъка на ДНК, който съдържа C11orf46 генът може да доведе до синдром на WAGR, генетично състояние, което може да причини интелектуални увреждания и да увреди много системи на тялото.
Изследователите установили, че C11orf46 насочва развитието на мозолистото тяло, което е сложният сноп от нервни влакна, който свързва дясната и лявата страна на мозъка.
Ако мозолистото тяло не се формира правилно, това може да доведе до нарушения на мозъчното развитие, като аутизъм, и вида на интелектуалната недостатъчност, който може да възникне при синдром на WAGR.
Заглушаване на гените
Друго име за синдрома на WAGR е синдромът на делеция на хромозома 11р13, тъй като мутациите, които го причиняват, включват делеции на ДНК в специфична област на хромозома 11. C11orf46 ген се намира в този регион.
За да проучат ефекта на липсващия протеин C11orf46, изследователите заглушиха кодиращия му ген при мишки.
Вместо да изтрият гена директно, обаче, те намаляват неговата експресия с помощта на инструмент за редактиране на епигеном.
С този инструмент учените могат да променят хроматиновата опаковка на ДНК, а не самия ДНК код.
Тази промяна затруднява читателите на ДНК на клетката да разчитат ДНК кода на протеина, в резултат на което клетката произвежда по-малко от него.
Екипът установи, че мишките, които са произвели по-малко протеин C11orf46, не са успели да развият правилно корпусното тяло в мозъка си. Мозъчното увреждане е подобно на това, което се проявява при синдрома на WAGR.
Редактиране на епигеном възстановено групиране на аксони
Когато изследователите погледнаха отблизо, те откриха, че мишките, които произвеждат по-малко протеин C11orf46, имат по-висока експресия в гена, който произвежда друг протеин, наречен Семафорин 6А.
Семафорин 6А има ключова роля в насочването на посоката на растеж на невроналните аксони в развиващия се мозък.
С по-нататъшно редактиране на епигеном, което променя експресията на свързания с него ген, SEMA6A, изследователите са успели да намалят семафорина 6А при мишките и да възстановят снопа на невронни аксони, за да приличат на нормалните мишки.
„РНК-ръководено епигенетично редактиране на Sema6a генни промотори чрез система dCas9-SunTag със свързване C11orf46 нормализира експресията на SEMA6A и спаси транскалозалната дисконнективност чрез репресивно хроматиново ремоделиране от репресорния комплекс SETDB1 “, пишат авторите.
Изследователите заключават, че проучването показва как прецизното епигенетично редактиране на хроматин може да промени ранното развитие на връзката между десния и левия мозък.
„Въпреки че тази работа е ранна, тези открития предполагат, че може да успеем да разработим бъдещи терапии за редактиране на епигеном, които биха могли да помогнат за преструктуриране на невронните връзки в мозъка и може би да предотвратят появата на нарушения в развитието на мозъка.“
Д-р Ацуши Камия
