Исследователи вводят мышам достаточное количество ДНК человека для изучения преждевременных родов

Преждевременные роды остаются глобальной эпидемией, связанной с потенциальными осложнениями для здоровья на протяжении всей жизни. Также трудно изучать на живых существах - особенно уникально точную биологию преждевременных родов у людей.

Отчет исследователей в PLoS Биология успешно вставив в трансгенных лабораторных мышей достаточное количество ДНК человека, что позволило команде изучить уникальную часть беременности человека по сравнению с другими животными.

Как результат, Ученые Детского перинатального института Цинциннати и кафедры педиатрии Медицинского колледжа Университета Цинциннати обнаружили, что контролирует экспрессию гормона стресса, называемого кортикотропин-высвобождающим гормоном (CRH), в плаценте. Плацента поддерживает плод и обеспечивает общение с матерью.

Уровни экспрессии CRH связаны со временем рождения у людей и указывают, будет ли беременность преждевременной, послеродовой, или нормальный срок 37-42 недели. К несчастью, беременные мыши и другие виды животных, не являющиеся приматами, в естественных условиях не экспрессируют CRH в плаценте. Ученым нужно было выяснить, как заставить животных включить генетический механизм, необходимый для экспрессии гормона.

Это важно, потому что исследователи до сих пор не знают, что делает CRH с плацентой во время беременности. Наличие трансгенных мышей с ДНК человека, необходимой для экспрессии CRH в плаценте, должно помочь им выяснить, по словам Луи Мулья, Доктор медицины, старший научный сотрудник по исследованию, Со-директор Перинатального института и директор отдела генетики человека в Cincinnati Children's.

"Проблема с изучением беременности человека заключается в том, что для типичного биомедицинского подхода требуется подходящее животное для исследования, "Сказал Мулья." Это было сделано для рака и многих других болезней. Проблема в том, что беременность у людей отличается настолько, что невозможно эффективно перенести результаты исследований на животных на людей ».

Модели трансгенных мышей, которые имитируют ключевые аспекты беременности человека, также должны помочь исследователям получить больше информации о том, как эпигенетика влияет на время родов. Это могло бы помочь ответить на давние вопросы о том, подвержено ли воздействие окружающей среды например, социальный стресс или плохое питание, влиять на экспрессию генов, важных для здоровых родов, доношенные дети.

Природа находит путь

Чтобы получить беременных лабораторных мышей для экспрессии CRH, Команда Муглии решила проверить эволюционную генетику и биологию. Они экспериментировали с так называемым ретровирусным длинным концевым повтором (LTR), известным как THE1B.

Ретровирусные LTR представляют собой идентичные последовательности ДНК, которые постоянно повторяются и позволяют вирусам вставлять свой генетический материал в геном вида-хозяина. В случае THE1B, он прыгнул в геном антропоидных приматов (ближайших эволюционных родственников человечества) 50 миллионов лет назад.

Исследовательская группа разработала гипотезу о том, что вторжение THE1B в геном антропоидных приматов могло инициировать экспрессию CRH в плаценте во время беременности.

Они проверили это путем микроинъекции трансгенным мышам 180 килобайт человеческой ДНК, содержащей THE1B LTR и CRH. Маглиа сказал, что исследователи не знали, сработает ли это, но в ярком проявлении генетической приспособляемости мыши интегрировали и активировали ДНК в плаценте.

«Нам повезло, что у мышей уже был механизм, ожидающий и готовый активировать и включить человеческую ДНК и CRH в их плаценту во время беременности, " он сказал.

Взгляд на контроль беременности

После того, как человеческая ДНК была запущена в плаценте мыши, исследователи выборочно редактировали участки ДНК THE1B с помощью точной техники редактирования генов под названием CRISPR / Cas9. Они обнаружили, что ограниченная делеция THE1B подавляет экспрессию CRH и нормализует время рождения у трансгенных мышей.

Их данные также раскрыли взаимодействие между THE1B и фактором транскрипции под названием DLX3, который выражается в плаценте. Факторы транскрипции - это, по сути, гены, которые говорят другим генам, что им делать. Во время беременности, DLX3 имеет решающее значение для нормального развития плаценты.

В совокупности результаты исследования предполагают, что ретровирусная вставка THE1B в геном антропоидов инициировала экспрессию CRH в плаценте, работая с DLX3. Данные также предполагают, что преднамеренное изменение уровня КРГ в плаценте может изменить время рождения. Авторы подчеркивают, что текущее исследование все еще находится на ранней стадии, а его результаты - небольшая часть большой и сложной головоломки, требующей дополнительных исследований.

В своих текущих исследованиях CRH, THE1B и DLX3, ученые будут использовать эту новую информацию, чтобы исследовать, как эти биологические части вписываются в сложную головоломку о том, что контролирует время беременности у человека.

• Medrobotics продает роботизированную систему Flex для гастроэнтерологии в Европе.
• Понимание действия балансировки иммунной системы может помочь в профилактике,