Mokslininkai į pelę įterpia tik tiek žmogaus DNR, kad galėtų ištirti priešlaikinį gimdymą

Priešlaikinis gimdymas išlieka pasaulinė epidemija, susijusi su galimomis sveikatos komplikacijomis visą gyvenimą. Taip pat sunku mokytis gyvų būtybių, ypač unikaliai tikslios žmonių priešlaikinio gimdymo biologijos.

Tyrėjai praneša PLoS biologija į transgenines laboratorines peles sėkmingai įterpė tiek žmogaus DNR, kad tai leido komandai ištirti unikalią žmogaus nėštumo dalį, palyginti su kitais gyvūnais.

Kaip rezultatas, Sinsinačio vaikų perinatalinio instituto ir Sinsinačio universiteto medicinos koledžo Vaikų ligų skyriaus mokslininkai atrado, kas kontroliuoja streso hormono, vadinamo kortikotrofiną atpalaiduojančiu hormonu (CRH), ekspresiją placentoje. Placenta palaiko vaisių ir palaiko ryšį su motina.

CRH ekspresijos lygiai yra susiję su žmonių gimimo laiku ir rodo, ar nėštumas bus priešlaikinis, pasibaigus terminui, arba įprastas 37-42 savaičių terminas. Deja, nėščios pelės ir kitos ne primatų rūšys natūraliai neišreiškia CRH placentoje. Mokslininkai turėjo išsiaiškinti, kaip priversti gyvūnus įtraukti genetinę mašiną, reikalingą hormonui išreikšti.

Tai svarbu, nes tyrėjai vis dar nežino, ką CRH veikia placentoje nėštumo metu. Turint transgeninių pelių, kurių žmogaus DNR yra būtina CRH ekspresijai placentoje, tai turėtų padėti jiems išsiaiškinti, Pasak Louis Muglia, MD, tyrimo vyresnysis tyrėjas, Sinsinačio vaikų perinatalinio instituto direktorius ir žmogaus genetikos direktorius.

„Iššūkis tiriant žmogaus nėštumą yra tipiškas biomedicinos metodas, kurio tyrimams reikalingas atitinkamas gyvūnas, "Muglia sakė." Tai buvo padaryta dėl vėžio ir daugelio kitų ligų. Problema ta, kad nėštumas žmonėms yra pakankamai skirtingas, todėl nebuvo įmanoma veiksmingai išversti tyrimų su gyvūnais išvadų žmonėms. "

Transgeniniai pelių modeliai, imituojantys pagrindinius žmogaus nėštumo aspektus, taip pat turėtų padėti tyrėjams atskleisti daugiau informacijos apie tai, kaip epigenetika veikia gimimo laiką. Tai galėtų padėti atsakyti į ilgalaikius klausimus, ar poveikis aplinkai, kaip socialinis stresas ar prasta mityba, įtakoti sveikų gimdymui svarbių genų išraišką, pilnametystės kūdikiai.

Gamta randa kelią

Kad nėščios laboratorinės pelės išreikštų CRH, Muglia komanda nusprendė išbandyti evoliucinę genetiką ir biologiją. Jie eksperimentavo su tuo, kas vadinama retrovirusiniu ilgo terminalo pakartojimu (LTR), žinomu kaip THE1B.

Retrovirusinės LTR yra identiškos DNR sekos, kurios nuolat kartojasi ir leidžia virusams įterpti savo genetinę medžiagą į rūšies šeimininko genomą. THE1B atveju, prieš 50 mln.

Tyrimo grupė sukūrė hipotezę, kad THE1B invazija į antropoidinių primatų genomą galėjo pradėti CRH ekspresiją placentoje nėštumo metu.

Jie tai išbandė mikroinjekcijomis į transgenines peles 180 kilobaitų žmogaus DNR, turinčių THE1B LTR ir CRH. Muglia sakė, kad mokslininkai nežinojo, ar tai veiks, bet ryškiai parodydami genetinį prisitaikymą, pelės integravo ir aktyvavo DNR placentoje.

„Mums pasisekė, kad pelėms mašinos jau laukė ir buvo pasirengusios aktyvuoti ir įtraukti žmogaus DNR ir CRH į savo placentą nėštumo metu, " jis pasakė.

Žvilgsnis į nėštumo kontrolę

Po to, kai žmogaus DNR pradėjo veikti pelės placentoje, tyrėjai selektyviai redagavo THE1B DNR sritis naudodami tikslią genų redagavimo techniką, vadinamą CRISPR/Cas9. Jie nustatė, kad ribotas THE1B ištrynimas nutildė CRH ekspresiją ir normalizavo gimimo laiką transgeninėse pelėse.

Jų duomenys taip pat atskleidė THE1B ir transkripcijos faktoriaus, vadinamo DLX3, sąveiką, kuris yra išreikštas placentoje. Transkripcijos veiksniai iš esmės yra genai, nurodantys kitiems genams, ką daryti. Nėštumo metu, DLX3 yra labai svarbus normaliam placentos vystymuisi.

Bendrai tyrimo išvados rodo, kad retrovirusinis THE1B įterpimas į antropoidinį genomą inicijavo CRH ekspresiją placentoje, dirbdamas su DLX3. Duomenys taip pat rodo, kad tyčinis manipuliavimas placentos CRH lygiu gali pakeisti gimimo laiką. Autoriai pabrėžia, kad dabartinis tyrimas dar yra ankstyvas, o jo išvados yra nedidelė didelio ir sudėtingo galvosūkio dalis, kuriai reikia daugiau tyrimų.

Vykdydami CRH tyrimus, THE1B ir DLX3, mokslininkai pasinaudos šia nauja informacija, kad ištirtų, kaip šie biologiniai kūriniai dera į sudėtingą galvosūkį, kuris kontroliuoja žmogaus nėštumo laiką.

• „Medrobotics“ parduoda savo „Flex Robotic System“ gastroenterologijos reikmėms Europoje
• Suprasti imuninės sistemos subalansavimo veiksmą gali padėti išvengti,