Исследование генов поможет в лечении болезней сердца

18 сентября, 2012 Кардиология  Нет комментариев

Исследование генов поможет в лечении болезней сердца

Новое исследование дифференциации стволовых клеток поможет ученым лучше понять генетические основы болезни сердца. Будущее эмбриональной стволовой клетки, которая может стать в организме клеткой любого типа, определяется сложным взаимодействием генов, белков, связывающих ДНК и молекул, изменяющих эти гены и белки.

В новой статье биологи из Массачусетского технологического института и Калифорнийского университета в Сан-Франциско описали, как эти взаимодействия управляют преобразованием стволовых клеток в зрелые клетки сердечной ткани. Данное исследование, являющееся первым столь подробным описанием слежения за дифференциацией клеток сердца с течением времени, поможет ученым лучше понять, как определенные мутации могут приводить к врожденным порокам сердца. Исследование также может способствовать разработке искусственной сердечной ткани и лечению болезней сердца.

«Мы надеемся, что часть информации, которую мы смогли извлечь из нашего исследования, поможет нам приблизиться к новому пониманию развития сердца, а также подойти вплотную к возможности использования клеток, которые создаются в чашке Петри, с целью замены клеток сердечной мышцы, утерянных в результате старения и болезни сердца», — говорит Лори Бойер, старший доцент по биологии в Массачусетском технологическом институте и старший автор статьи, которая появится 13 сентября в интернет-издании „Cell“.

Исследования в лаборатории Бойер посвящена тому, как организована ДНК и как происходит управление ею в различных типах клеток с целью создания самых разнообразных клеток, составляющих организм человека.

Внутри клетки ДНК обернута вокруг белков, называемых гистонами, которые помогают управлять доступностью генов в тот или иной момент времени. Гистоны могут быть помечены различными химическими модификаторами, которые влияют на доступность или скрытость конкретного участка ДНК.

„Эти модификаторы вызывают структурные изменения, которые могут выступать в качестве места для прикрепления других факторов“, — говорит Джо Вомстад, защитивший докторскую диссертацию в лаборатории Бойер и один из ведущих авторов статьи в журнале „Cell“. „В результате ДНК может стать более или менее доступной для манипулирования с помощью других факторов, что способствует экспрессии гена в нужный момент“.

В данной работе исследователи обнаружили, что данные схемы модификации гистона быстро переключаются по мере дифференциации стволовой клетки. Кроме того, данные схемы выявляют гены, которые активны на различных этапах, а также регулирующие элементы, которые управляют этими генами.

Разработка отслеживания

Чтобы обнаружить эти схемы, исследователи выращивали эмбриональные стволовые клетки мышей в чашке Петри и обрабатывали их белками и факторами роста, которые управляют развитием клеток сердечной мышцы. Можно проследить четыре ярко выраженных этапа, которые проходят клетки: от эмбриональных стволовых клеток до полностью дифференцированных кардиомиоцитов (клеток, которые из которых состоит сердечная мышца). На каждом этапе исследователи использовали высокопроизводительную технологию секвенирования для анализа модификации гистонов и определения генов, реализовавших экспрессию.

„Это, фактически, наблюдение дифференциации с течением времени в чашке Петри и получение возможности делать снимки этого процесса с их последующим объединением в попытке понять, как происходит регуляция сложного процесса преобразования в клетки сердечной мышцы“, — говорит Бойер.

Исследователи обнаружили, что могут идентифицировать группы генов с родственными функциями, сравнивая их схемы модификации и наличие или отсутствие их трансляции в конкретный момент времени. Они также определили участки регуляции, расположенные далеко от тех генов, которыми они регулируют. Многие из этих областей были расположены в тех участках ДНК, которые ранее считались „бессмысленным мусором“. Недавние исследования показали, что большая часть этой ДНК, на самом деле, играет важную роль в регуляции экспрессии генов.

Самые свежие новости медицины на нашей странице в Вконтакте

Читайте также

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>