Raziskovalci v miši vstavijo ravno toliko človeške DNK, da preučijo prezgodnji porod

Prezgodnji porod ostaja svetovna epidemija, povezana z vseživljenjskimi možnimi zdravstvenimi zapleti. Težko je preučevati tudi pri živih bitjih-zlasti edinstveno natančno biologijo prezgodnjega rojstva pri ljudeh.

Raziskovalci poročajo v PLoS Biologija uspešno vstavil ravno dovolj človeške DNK v transgene laboratorijske miši, da je skupini omogočil študij edinstvenega dela nosečnosti pri ljudeh v primerjavi z drugimi živalmi.

Kot rezultat, Znanstveniki z Otroškega perinatalnega inštituta v Cincinnatiju in Oddelka za pediatrijo na Medicinski fakulteti Univerze v Cincinnatiju so odkrili, kaj nadzoruje izražanje stresnega hormona, imenovanega hormon, ki sprošča kortikotropin (CRH) v posteljici. Posteljica podpira plod in zagotavlja komunikacijo z materjo.

Ravni izražanja CRH so povezane s časom rojstva pri ljudeh in kažejo, ali bo nosečnost prezgodnja, po terminu, ali normalni rok 37-42 tednov. Na žalost breje miši in druge vrste, ki niso primati, naravno ne izražajo CRH v posteljici. Znanstveniki so morali ugotoviti, kako naj živali vključijo genetski mehanizem, potreben za izražanje hormona.

To je pomembno, ker raziskovalci še vedno ne vedo, kaj CRH počne v posteljici med nosečnostjo. Če bi imeli transgene miši s potrebno človeško DNA za izražanje CRH v posteljici, bi jim morali pomagati ugotoviti, po mnenju Louisa Muglie, MD, višji raziskovalec študije, So-direktor Perinatalnega inštituta in direktor humane genetike pri otroku Cincinnati Children's.

"Izziv pri preučevanju nosečnosti pri ljudeh je tipičen biomedicinski pristop, ki za raziskave potrebuje ustrezno žival, "Je rekel Muglia." To je bilo storjeno za raka in številne druge bolezni. Težava je v tem, da je nosečnost pri ljudeh dovolj drugačna, da ugotovitev iz študij na živalih pri ljudeh ni bilo mogoče učinkovito prevesti. "

Modeli transgenih miši, ki posnemajo ključne vidike nosečnosti pri ljudeh, bi morali raziskovalcem pomagati odkriti več informacij o tem, kako epigenetika vpliva na čas rojstva. To bi lahko pomagalo odgovoriti na dolgoletna vprašanja o tem, ali je izpostavljenost okolja, socialni stres ali slaba prehrana, vplivajo na izražanje genov, pomembnih za zdravo rojstvo, dojenčki.

Narava najde pot

Če želite zanositi laboratorijske miši za izražanje CRH, Ekipa Muglia se je odločila preizkusiti evolucijsko genetiko in biologijo. Poskusili so z nečim, kar se imenuje retrovirusna dolga terminalna ponovitev (LTR), znana kot THE1B.

Retrovirusni LTR so enake sekvence DNK, ki se nenehno ponavljajo in omogočajo virusom, da svoj genski material vstavijo v genom gostiteljske vrste. V primeru THE1B, je skočil v genom antropoidnih primatov (najbližjih evolucijskih sorodnikov človeštva) pred 50 milijoni let.

Raziskovalna skupina je razvila hipotezo, da je invazija THE1B v genom antropoidnega primata lahko sprožila izražanje CRH v posteljici med nosečnostjo.

To so preizkusili z mikroinjekcijo v transgene miši 180 kilobajtov človeške DNK, ki vsebuje THE1B LTR in CRH. Muglia je dejal, da raziskovalci niso vedeli, ali bi to delovalo, vendar so v živahnem prikazu genetske prilagodljivosti miši vključile in aktivirale DNA v posteljici.

"Imeli smo srečo, da so miši že imele mehanizem, ki je čakal in pripravljen aktivirati in vključiti človeško DNK in CRH v svojo posteljico med nosečnostjo, " rekel je.

Pogled na nadzor nosečnosti

Potem, ko je človeška DNK začela delovati v mišjih posteljicah, raziskovalci so selektivno uredili DNA regije THE1B z natančno tehniko urejanja genov, imenovano CRISPR/Cas9. Ugotovili so, da je omejeno brisanje THE1B utišalo izražanje CRH in normaliziralo čas rojstva pri transgenih miših.

Njihovi podatki so odkrili tudi interakcijo med THE1B in transkripcijskim faktorjem, imenovanim DLX3, ki se izraža v posteljici. Transkripcijski faktorji so v bistvu geni, ki drugim genom povedo, kaj naj storijo. Med nosečnostjo, DLX3 je ključnega pomena za normalen razvoj posteljice.

Ugotovitve študije skupaj kažejo, da je retrovirusna vstavitev THE1B v antropoidni genom sprožila izražanje CRH v posteljici z delom z DLX3. Podatki tudi kažejo, da lahko namerno spreminjanje ravni CRH v posteljici spremeni čas rojstva. Avtorji poudarjajo, da je trenutna študija še zgodnja in da so njene ugotovitve majhen del velike in zapletene uganke, ki zahteva več raziskav.

V svojih tekočih študijah CRH so THE1B in DLX3, Znanstveniki bodo s temi novimi informacijami raziskali, kako se ti biološki kosi prilegajo kompleksni uganki o tem, kaj nadzoruje čas nosečnosti pri ljudeh.

• Medrobotics trži svoj fleksibilni robotski sistem za gastroenterološke aplikacije v Evropi
• Razumevanje uravnavanja imunskega sistema bi lahko pomagalo pri preprečevanju,