Да ли би уређивање епигенома могло спречити развојне поремећаје?
Користећи нову врсту алата за генетски инжењеринг под називом едитовање епигенома код мишева, научници су обновили неправилности у мозгу у развоју које настају мутацијом гена.
Уређивање епигенома је начин промене експресије или читања гена без промене њиховог основног ДНК кода.
Тим са Универзитета Јохнс Хопкинс у Балтимору, МД, предводио је Натуре Цоммуницатионс студија која се фокусира на протеин Ц11орф46.
Један од одговарајућих аутора студије је др Атсусхи Камииа, који је ванредни професор психијатрије и наука о понашању на Медицинском факултету Универзитета Јохнс Хопкинс.
Код људи, мутације у делу ДНК који садржи Ц11орф46 ген може довести до ВАГР синдрома, генетског стања које може проузроковати интелектуални инвалидитет и оштетити многе телесне системе.
Истраживачи су открили да Ц11орф46 усмерава развој калозумског тела, који је сложени сноп нервних влакана који повезује десну и леву страну мозга.
Ако се калозумско тело не формира правилно, то може довести до поремећаја у развоју мозга, попут аутизма, и врсте интелектуалне инвалидности која се може јавити код ВАГР синдрома.
Утишавање гена
Друго име за ВАГР синдром је синдром делеције хромозома 11п13, јер мутације које га узрокују укључују брисање ДНК у одређеном региону хромозома 11. Ц11орф46 ген седи у овом региону.
Да би проучили ефекат недостајућег протеина Ц11орф46, истраживачи су утишали његов кодирајући ген код мишева.
Уместо да директно избришу ген, смањили су његову експресију помоћу алата за уређивање епигенома.
Помоћу овог алата научници могу изменити хроматинско паковање ДНК уместо самог ДНК кода.
Ова промена отежава читачима ДНК ћелије да прочитају ДНК код протеина, што резултира тиме да ћелија производи мање од тога.
Тим је открио да мишеви који су направили мање протеина Ц11орф46 нису успели правилно да развију тело жуљева у свом мозгу. Оштећење мозга је слично оном које се јавља код ВАГР синдрома.
Епигеномско уређивање је обновило сноп аксона
Када су истраживачи погледали изблиза, открили су да су мишеви који су производили мање протеина Ц11орф46 имали већу експресију у гену који ствара други протеин назван Семафорин 6А.
Семафорин 6А има кључну улогу у вођењу смера раста неуронских аксона у мозгу у развоју.
Даљим уређивањем епигенома које је променило експресију повезаног гена, СЕМА6А, истраживачи су успели да смање семафорин 6А код мишева и врате свежње неуронских аксона који подсећају на нормалне мишеве.
„РНА-вођено епигенетско уређивање Сема6а промотори гена преко система дЦас9-СунТаг са везивањем Ц11орф46 нормализованом експресијом СЕМА6А и избављеним транскалозалном дисконективношћу помоћу репресивног преобликовања хроматина од стране репресорског комплекса СЕТДБ1 “, пишу аутори.
Истраживачи закључују да студија показује како прецизно епигенетско уређивање хроматина може изменити рани развој везе између десног и левог мозга.
„Иако је овај посао рано, ови налази сугеришу да бисмо могли да развијемо будуће терапије уређивања епигенома које би могле да помогну у преобликовању неуронских веза у мозгу и можда спрече појаву развојних поремећаја мозга.“
Др Атсусхи Камииа
