Швейцарские ученые показали, что отсутствие одного из нескольких генетических переключателей (последовательностей ДНК, контролирующих экспрессию генов) может приводить к нарушениям развития. Авторы показали это на примере гена Pitx1, отсутствие одного из переключателей которого приводит к косолапости. Однако механизм может встречаться и у других генов. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Эмбриональное развитие регулируется огромным количеством генов, работающих по сложной схеме — сотни генов должны быть активированы или подавлены в конкретный момент времени. Контроль производится короткими последовательностями ДНК — генетическими переключателями, которые регулируют активность белков. Иногда этот механизм выходит из строя, что приводит к появлению различных нарушений. Ученые из Женевского университета попытались выяснить, может ли потеря одного из множества таких переключателей иметь критические последствия для организма.
Для проверки гипотезы авторы выбрали ген Pitx1 и модифицировали стволовые клетки мыши с помощью метода геномного редактирования CRISPR/Cas9. Они вывели из строя один из переключателей Pitx1, получивший название Pen. После этого модифицированные клетки были введены в эмбрионы мыши. Как правило, во время эмбрионального развития в 90% клеток будущих ног ген Pitx1 активен, а в 10% клеток — нет.
«Однако, когда мы выключили переключатель Pen, мы обнаружили, что доля клеток с неактивным Pitx1 выросла с 10 до 20%, чего было достаточно, чтобы изменить структуру опорно-двигательного аппарата и вызвать косолапость», — объясняет руководитель исследования Андрей Гийом.
Открытый учеными принцип может быть применим к большому числе генов. Дефектные генетические переключатели могут становиться причиной многочисленных нарушений развития. Некоторые несмертельные дефекты, такие как косолапость, могут служить индикаторами нарушений в других частях тела, которые не видны сразу, но могут быть гораздо более опасными. Если ученые смогут точно интерпретировать последствия каждой мутации, они получат возможность не только обнаруживать первопричину болезни, но и предсказать ее последствия в других органах.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
