Tutkijat lisäävät hiiriin juuri tarpeeksi ihmisen DNA:ta tutkimaan ennenaikaista syntymää

Ennenaikainen synnytys on edelleen maailmanlaajuinen epidemia, joka liittyy elinikäisiin mahdollisiin terveysongelmiin. Sitä on myös vaikea tutkia elävissä olennoissa-erityisesti ihmisten ennenaikaisen syntymän ainutlaatuisen tarkkaa biologiaa.

Tutkijat raportoivat vuonna PLoS -biologia siirtämällä onnistuneesti vain tarpeeksi ihmisen DNA:ta siirtogeenisiin laboratoriohiiriin, jotta se sai tutkia ainutlaatuisen osan ihmisen raskaudesta muihin eläimiin verrattuna.

Tuloksena, Cincinnatin lasten perinataali-instituutin ja Cincinnati-yliopiston lääketieteen yliopiston pediatrian osaston tutkijat löysivät, mikä hallitsee stressihormonin, nimeltään kortikotropiinia vapauttava hormoni (CRH), ilmentymistä istukassa. Istukka tukee sikiötä ja kommunikoi äidin kanssa.

CRH -ilmentymistasot liittyvät ihmisten syntymisajoitukseen ja osoittavat, onko raskaus ennenaikainen, jälkeen, tai normaali aika 37-42 viikkoa. Valitettavasti, raskaana olevat hiiret ja muut ei-kädelliset lajit eivät luonnollisesti ilmennä CRH:ta istukassa. Tutkijoiden oli selvitettävä, kuinka saada eläimet sisällyttämään hormonin ilmentämiseen tarvittava geneettinen koneisto.

Tämä on tärkeää, koska tutkijat eivät vieläkään tiedä, mitä CRH tekee istukassa raskauden aikana. Kun siirtogeeniset hiiret sisältävät ihmisen DNA:ta CRH:n ilmentämiseksi istukassa, niiden pitäisi auttaa selvittämään, Louis Muglian mukaan MD, tutkimuksen vanhempi tutkija, Perinataalisen instituutin apulaisjohtaja ja Cincinnati Children's Human Human Genetics -johtaja.

"Haaste ihmisen raskauden tutkimisessa on tyypillinen biolääketieteellinen lähestymistapa, joka vaatii asiaankuuluvan eläimen tutkimukseen, "Muglia sanoi." Se on tehty syöpään ja moniin muihin sairauksiin. Ongelma on, että ihmisten raskaus on niin erilainen, että eläinkokeiden tuloksia ei ole voitu tehokkaasti kääntää ihmisille. "

Siirtogeenisten hiirimallien, jotka jäljittelevät ihmisen raskauden keskeisiä näkökohtia, pitäisi myös auttaa tutkijoita paljastamaan lisätietoja siitä, miten epigenetiikka vaikuttaa syntymän ajoitukseen. Tämä voisi auttaa vastaamaan pitkäaikaisiin kysymyksiin siitä, onko ympäristölle altistuminen kuten sosiaalinen stressi tai huono ravitsemus, vaikuttaa terveen synnytyksen kannalta tärkeiden geenien ilmentymiseen, täysi-ikäiset vauvat.

Luonto löytää tien

Jotta raskaana olevat laboratoriohiiret saisivat CRH:n ilmentymään, Muglian tiimi päätti testata evoluutiogeenin ja biologian. He kokeilivat jotain, jota kutsutaan retroviruksiseksi pitkäksi päätteeksi (LTR), joka tunnetaan nimellä THE1B.

Retrovirus -LTR:t ovat identtisiä DNA -sekvenssejä, jotka toistuvat jatkuvasti ja sallivat virusten lisätä geneettisen materiaalinsa isäntälajin genomiin. THE1B:n tapauksessa se hyppäsi ihmisen kädellisten (ihmiskunnan lähimpien evoluution sukulaisten) genomiin 50 miljoonaa vuotta sitten.

Tutkimusryhmä kehitti hypoteesin, jonka mukaan THE1B:n hyökkäys kädellisen kädellisen genomiin on saattanut käynnistää CRH:n ilmentymisen istukassa raskauden aikana.

He testasivat tämän mikroinjektoimalla siirtogeenisiin hiiriin 180 kilotavua ihmisen DNA:ta, joka sisälsi THE1B LTR:n ja CRH:n. Muglia sanoi, että tutkijat eivät tienneet, toimiiko se, mutta geneettisen sopeutumiskyvyn elävässä näytössä hiiret integroivat ja aktivoivat DNA:n istukassa.

"Olimme onnekkaita, että hiirillä oli jo koneet odottamassa ja valmiina aktivoimaan ja sisällyttämään ihmisen DNA ja CRH istukkaansa raskauden aikana, " hän sanoi.

Katsaus raskaudenhallintaan

Kun ihmisen DNA oli käynnissä hiiren istukassa, tutkijat muokkasivat valikoivasti THE1B:n DNA-alueita tarkalla geenieditointitekniikalla nimeltä CRISPR/Cas9. He havaitsivat, että THE1B:n rajoitettu poistaminen vaimensi CRH:n ilmentymisen ja normalisoi syntymän ajoituksen siirtogeenisillä hiirillä.

Heidän tietonsa paljastivat myös THE1B:n ja DLX3 -nimisen transkriptiotekijän välisen vuorovaikutuksen, joka ilmaistaan ​​istukassa. Transkriptiotekijät ovat pohjimmiltaan geenejä, jotka kertovat muille geeneille, mitä tehdä. Raskauden aikana, DLX3 on kriittinen istukan normaalille kehitykselle.

Yhdessä tutkimuksen tulokset viittaavat siihen, että THE1B:n retroviruslisäys antropoidiseen genomiin käynnisti CRH -ilmentymisen istukassa työskentelemällä DLX3:n kanssa. Tiedot viittaavat myös siihen, että istukan CRH -tasojen tarkoituksellinen manipulointi voi muuttaa syntymän ajoitusta. Kirjoittajat korostavat, että nykyinen tutkimus on vielä varhainen ja sen tulokset ovat pieni osa suurta ja monimutkaista palapeliä, joka vaatii enemmän tutkimusta.

Käynnissä olevissa CRH -tutkimuksissaan THE1B ja DLX3, tutkijat käyttävät tätä uutta tietoa tutkiakseen, miten nämä biologiset kappaleet sopivat monimutkaiseen palapeliin siitä, mikä ohjaa ihmisten raskauksien ajoitusta.

• Medrobotics markkinoi Flex -robottijärjestelmänsä gastroenterologisiin sovelluksiin Euroopassa
• Immuunijärjestelmän tasapainottamisen ymmärtäminen voi auttaa ehkäisemään,