Onderzoekers rapporteren in PLoS Biologie het succesvol inbrengen van net genoeg menselijk DNA in transgene laboratoriummuizen zodat het team een uniek deel van de zwangerschap bij de mens kon bestuderen in vergelijking met andere dieren.
Als resultaat, de wetenschappers van het Cincinnati Children's Perinatal Institute en Department of Pediatrics aan de University Of Cincinnati College Of Medicine ontdekten wat de expressie van een stresshormoon, corticotrophin-releasing hormone (CRH) in de placenta, reguleert. De placenta ondersteunt de foetus en zorgt voor communicatie met de moeder.
CRH-expressieniveaus zijn gekoppeld aan het geboortetijdstip bij mensen en geven aan of een zwangerschap te vroeg zal zijn, post-term, of de normale termijn van 37-42 weken. Helaas, zwangere muizen en andere niet-primatensoorten brengen CRH van nature niet tot expressie in de placenta. De wetenschappers moesten uitzoeken hoe ze de dieren de genetische machinerie konden laten opnemen die nodig was om het hormoon tot expressie te brengen.
Dit is belangrijk omdat onderzoekers nog steeds niet weten wat CRH tijdens de zwangerschap in de placenta doet. Het hebben van transgene muizen met het benodigde menselijke DNA om CRH tot expressie te brengen in de placenta zou hen moeten helpen erachter te komen, volgens Louis Muglia, MD, senior onderzoeker van het onderzoek, Co-directeur van het Perinatal Institute en directeur van Human Genetics bij Cincinnati Children's.
"De uitdaging bij het bestuderen van zwangerschap bij de mens is dat de typische biomedische benadering een relevant dier vereist voor onderzoek, " zei Muglia. "Het is gedaan voor kanker en vele andere ziekten. Het probleem is dat zwangerschap bij mensen zo verschillend is dat het niet mogelijk is geweest om de bevindingen van de dierstudies effectief naar mensen te vertalen."
Transgene muismodellen die belangrijke aspecten van zwangerschap bij de mens nabootsen, zouden onderzoekers ook moeten helpen meer informatie te vinden over hoe epigenetica de timing van de geboorte beïnvloedt. Dit zou kunnen helpen bij het beantwoorden van al lang bestaande vragen over de vraag of milieublootstelling, zoals sociale stress of slechte voeding, invloed hebben op de expressie van genen die belangrijk zijn voor een gezonde geboorte, voldragen baby's.
De natuur vindt een weg
Om zwangere laboratoriummuizen CRH tot expressie te brengen, Muglia's team besloot om evolutionaire genetica en biologie te testen. Ze experimenteerden met iets dat een retrovirale lange terminale herhaling (LTR) wordt genoemd, bekend als THE1B.
Retrovirale LTR's zijn identieke DNA-sequenties die zichzelf voortdurend herhalen en virussen in staat stellen hun genetisch materiaal in het genoom van een gastheersoort in te voegen. In het geval van THE1B, het sprong 50 miljoen jaar geleden in het genoom van mensapen (de naaste evolutionaire verwanten van de mensheid).
Het onderzoeksteam ontwikkelde een hypothese dat THE1B's invasie van het genoom van de mensapen de CRH-expressie in de placenta tijdens de zwangerschap kan hebben geïnitieerd.
Ze testten dit door micro-injectie in transgene muizen van 180 kilobyte menselijk DNA dat de THE1B LTR en CRH bevat. Muglia zei dat onderzoekers niet wisten of het zou werken, maar in een levendige weergave van genetisch aanpassingsvermogen integreerden en activeerden de muizen het DNA in de placenta.
"We hadden het geluk dat de muizen de machines al hadden staan wachten en klaar waren om tijdens de zwangerschap het menselijke DNA en CRH in hun placenta te activeren en op te nemen, " hij zei.
Glimp van zwangerschapscontrole
Nadat het menselijke DNA in de placenta's van de muis op gang was gekomen, de onderzoekers hebben selectief DNA-regio's van THE1B bewerkt met een nauwkeurige techniek voor het bewerken van genen, CRISPR/Cas9 genaamd. Ze ontdekten dat de beperkte deletie van THE1B de CRH-expressie tot zwijgen bracht en de geboortetiming in de transgene muizen normaliseerde.
Hun gegevens onthulden ook een interactie tussen THE1B en een transcriptiefactor genaamd DLX3, die tot uiting komt in de placenta. Transcriptiefactoren zijn in wezen genen die andere genen vertellen wat ze moeten doen. Tijdens de zwangerschap, DLX3 is van cruciaal belang voor de normale ontwikkeling van de placenta.
Gezamenlijk suggereren de bevindingen van de studie dat retrovirale insertie van THE1B in het antropoïde genoom CRH-expressie in de placenta op gang bracht door te werken met DLX3. De gegevens suggereren ook dat het opzettelijk manipuleren van de placentaire CRH-niveaus het tijdstip van geboorte kan veranderen. De auteurs benadrukken dat de huidige studie nog vroeg is en dat de bevindingen een klein onderdeel zijn van een grote en complexe puzzel die meer onderzoek vereist.
In hun lopende onderzoeken naar CRH, THE1B en DLX3, de wetenschappers zullen deze nieuwe informatie gebruiken om te onderzoeken hoe deze biologische stukjes passen in de complexe puzzel van wat de timing van menselijke zwangerschappen bepaalt.
Xylitol en grapefruitzaadextract zijn veelbelovend bij het voorkomen van SARS-CoV-2-infectie,
Uit grote studie blijkt dat SARS-CoV-2 viral load het laagst is bij kinderen
Waarom u natuurlijke bronnen van vezels in uw dieet zou moeten opnemen
Anti-coronavirusmoleculen van microben kunnen de sleutel zijn tot nieuwe behandelingen
Veranderingen in de darmbacteriën beïnvloeden de resultaten van de lupusbehandeling tijdens de zwangerschap
Lichaamstrillingen helpen ontstekingen te verminderen,
Vaginale bacteriën gekoppeld aan vroeggeboorte
Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Grenzen in de microbiologie in april 2020 meldt dat vrouwen die vroeg bevallen meer kans hebben op een grotere verscheidenheid aan bacteriën in hun
Studie werpt licht op de oorzaken van slopende darmpijn
Slopende darmpijn komt vaak voor, maar de onderliggende oorzaak is nog onduidelijk. Gebruikelijk, het komt voort uit een darminfectie die immuunreacties veroorzaakt. Deze kunnen ertoe leiden dat alled
Gedetailleerde kaart van het microbioom van de menselijke tong
Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Mobiele rapporten in maart 2020 rapporteert het gebruik van geavanceerde en snelle spectrale beeldvormingstechnieken om een gedetailleerde kaart v