Kas epigenoomi redigeerimine võiks arenguhäireid ära hoida?
Kasutades uut tüüpi geenitehnoloogia tööriista, mida nimetatakse hiirte epigenoomi redigeerimiseks, on teadlased taastanud arenevas ajus ebakorrapärasused, mis tulenevad geenimutatsioonist.
Epigenoomi redigeerimine on viis geenide ekspressiooni või lugemise muutmiseks ilma nende aluseks oleva DNA-koodi muutmata.
Baltimore'i Johns Hopkinsi ülikooli meeskond, MD, juhatas Looduskommunikatsioon uuring, mis keskendub valgule C11orf46.
Üks uuringu vastavatest autoritest on dr Atsushi Kamiya, kes on Johns Hopkinsi ülikooli meditsiinikooli psühhiaatria- ja käitumisteaduste dotsent.
Inimestel mutatsioonid DNA jaotises, mis sisaldab C11orf46 geen võib põhjustada WAGR sündroomi, geneetilise seisundi, mis võib põhjustada intellektipuude ja kahjustada paljusid kehasüsteeme.
Teadlased leidsid, et C11orf46 juhib corpus callosumi arengut, see on keeruline närvikiudude kimp, mis ühendab aju paremat ja vasakut külge.
Kui kollakeha ei moodusta õigesti, võib see põhjustada aju arenguhäireid, nagu autism, ja intellektuaalse puude tüüpi, mis võib tekkida WAGR sündroomi korral.
Geenide vaigistamine
Teine WAGR-sündroomi nimi on kromosoomi 11p13 deletsioonisündroom, kuna seda põhjustavad mutatsioonid hõlmavad DNA deletsioone kromosoomi 11 konkreetses piirkonnas. C11orf46 geen asub selles piirkonnas.
Puuduva C11orf46 valgu mõju uurimiseks summutasid teadlased hiirtel selle kodeeriva geeni.
Geeni otsese kustutamise asemel vähendasid nad aga selle ekspressiooni, kasutades epigenoomi redigeerimisvahendit.
Selle tööriista abil saavad teadlased muuta DNA kromatiini pakendit, mitte DNA koodi ise.
See muudatus raskendab raku DNA lugejatel valgu DNA koodi lugemist, mille tulemusel rakk toodab seda vähem.
Meeskond leidis, et vähem C11orf46 valku tootvad hiired ei suutnud ajus õigesti arendada kollakeha. Ajukahjustus on sarnane WAGR sündroomi korral esinevaga.
Epigenoomi redigeerimine taastas aksoni komplekteerimise
Kui teadlased lähemalt uurisid, leidsid nad, et hiirtel, kes toodavad vähem C11orf46 valku, oli suurem ekspressioon geenis, mis teeb teise valgu, mida nimetatakse Semaphorin 6A.
Semaforin 6A-l on võtmeroll neuronaalsete aksonite kasvu suuna juhtimisel arenevas ajus.
Edasise epigenoomi redigeerimisega, mis muutis sellega seotud geeni ekspressiooni, SEMA6A, suutsid teadlased vähendada hiirte Semaforin 6A-d ja taastada neuroni aksonite kogumi, et see sarnaneks tavaliste hiirtega.
„RNA juhitud epigeneetiline redigeerimine Sema6a geenipromootorid dCas9-SunTag süsteemi kaudu C11orf46 seondumisega normaliseeris SEMA6A ekspressiooni ja päästis transkallosaalse düsühenduvuse SETDB1 repressorikompleksi repressiivse kromatiini remodelleerimise kaudu, ”kirjutavad autorid.
Teadlased järeldavad, et uuring näitab, kuidas kromatiini täpne epigeneetiline redigeerimine võib muuta parema ja vasaku aju vahelise ühenduse varajast arengut.
"Kuigi see töö on varajane, viitavad need leiud sellele, et võime välja töötada tulevased epigenoomi redigeerimisravi, mis aitaks aju närviühendusi ümber kujundada ja võib-olla ennetada aju arenguhäirete tekkimist."
Dr Atsushi Kamiya
