Istraživači izvještavaju u PLoS Biologija uspješno ubacivši tek toliko ljudske DNK u transgene laboratorijske miševe da je timu omogućio proučavanje jedinstvenog dijela ljudske trudnoće u usporedbi s drugim životinjama.
Kao rezultat, znanstvenici s Dječjeg perinatalnog instituta u Cincinnatiju i Odjela za pedijatriju na Medicinskom fakultetu Sveučilišta u Cincinnatiju otkrili su što kontrolira ekspresiju hormona stresa zvanog hormon koji oslobađa kortikotropin (CRH) u posteljici. Posteljica podržava fetus i omogućuje komunikaciju s majkom.
Razine ekspresije CRH povezane su s vremenom rođenja kod ljudi i ukazuju na to hoće li trudnoća biti prijevremena, post-term, ili normalan termin od 37-42 tjedna. Nažalost, trudni miševi i druge vrste neprimata prirodno ne izražavaju CRH u posteljici. Znanstvenici su morali smisliti kako natjerati životinje da uključe genetski mehanizam potreban za ekspresiju hormona.
To je važno jer istraživači još uvijek ne znaju što CRH radi u posteljici tijekom trudnoće. Imati transgene miševe s potrebnom ljudskom DNK za ekspresiju CRH u posteljici trebalo bi im pomoći da saznaju, prema Louisu Mugliji, DOKTOR MEDICINE, viši istražitelj studije, Sudirektor Perinatalnog instituta i direktor humane genetike u Cincinnati Children's.
"Izazov pri proučavanju ljudske trudnoće je tipičan biomedicinski pristup koji zahtijeva relevantnu životinju za istraživanje, "Rekla je Muglia." To je učinjeno za rak i mnoge druge bolesti. Problem je u tome što je trudnoća kod ljudi dovoljno različita pa nije bilo moguće učinkovito prevesti nalaze iz studija na životinjama na ljude. "
Modeli transgenih miševa koji oponašaju ključne aspekte ljudske trudnoće također bi trebali pomoći istraživačima da otkriju više informacija o tome kako epigenetika utječe na vrijeme rođenja. To bi moglo pomoći u odgovoru na dugotrajna pitanja o tome je li izloženost okoliša, poput društvenog stresa ili loše prehrane, utječu na ekspresiju gena važnih za zdravo rađanje, dojenčadi u terminu.
Priroda pronalazi put
Da bi trudni laboratorijski miševi eksprimirali CRH, Muglin tim odlučio je testirati evolucijsku genetiku i biologiju. Eksperimentirali su s nečim što se naziva retrovirusno dugotrajno terminalno ponavljanje (LTR) poznato kao THE1B.
Retroviralni LTR su identične sekvence DNA koje se neprestano ponavljaju i dopuštaju virusima da ubace svoj genetski materijal u genom vrste domaćina. U slučaju THE1B, uskočio je u genom antropoidnih primata (najbližih evolucijskih srodnika čovječanstva) prije 50 milijuna godina.
Istraživački tim razvio je hipotezu da je invazija THE1B na genom antropoidnog primata mogla potaknuti ekspresiju CRH u posteljici tijekom trudnoće.
To su testirali mikroinjekcijom u transgene miševe 180 kilobajta ljudske DNA koji sadrže THE1B LTR i CRH. Muglia je rekao da istraživači nisu znali hoće li to uspjeti, ali u živopisnom prikazu genetske prilagodljivosti miševi su integrirali i aktivirali DNA u posteljici.
"Imali smo sreću da su miševi već imali mehanizaciju na čekanju i spremni za aktiviranje i ugradnju ljudske DNA i CRH u svoju posteljicu tijekom trudnoće, " On je rekao.
Pogled na kontrolu trudnoće
Nakon što je ljudska DNK pokrenuta i pokrenuta u posteljicama miša, istraživači su selektivno uredili DNA regije THE1B preciznom tehnikom uređivanja gena koja se zove CRISPR/Cas9. Otkrili su da je ograničeno brisanje THE1B utišalo ekspresiju CRH -a i normaliziralo vrijeme rođenja u transgenih miševa.
Njihovi su podaci također otkrili interakciju između THE1B i transkripcijskog faktora nazvanog DLX3, koji je izražen u posteljici. Transkripcijski faktori u biti su geni koji govore drugim genima što trebaju učiniti. Tijekom trudnoće, DLX3 je kritičan za normalan razvoj posteljice.
Zajedno, nalazi studije sugeriraju da je retrovirusno umetanje THE1B u antropoidni genom iniciralo ekspresiju CRH u posteljici radom s DLX3. Podaci također ukazuju na to da namjerno manipuliranje razinom CRH -a u posteljici može promijeniti vrijeme rođenja. Autori naglašavaju da je sadašnja studija još uvijek rana i da su njezini nalazi mali dio velike i složene zagonetke koja zahtijeva više istraživanja.
U svojim tekućim studijama CRH -a, THE1B i DLX3, znanstvenici će koristiti ove nove informacije kako bi istražili kako se ti biološki komadi uklapaju u složenu zagonetku o tome što kontrolira vrijeme trudnoće u ljudi.