Ученые выявили генетические «переключатели» роста костей

Важные новости

Ученые идентифицируют генетические «переключатели» роста костей» /></p>
<p> Скелет мышиного эмбриона, видимый по флуоресценции. Авторы и права: Дарбеллей и др. </p>
<p>Ученые из UNIGE определили генетические последовательности, которые регулируют активность генов, отвечающих за рост костей.</p>
<p>У млекопитающих только 3% генома состоит из кодирующих генов, которые при транскрипции в белки , обеспечивают биологические функции организма и внутриутробное развитие будущих особей. Но гены не функционируют в одиночку. Они контролируются другими последовательностями в геноме, называемыми энхансерами, которые, подобно переключателям, активируют или деактивируют их по мере необходимости.</p>
<p>Команда из Женевского университета (UNIGE) идентифицировала и обнаружила 2700 энхансеров — среди миллионов некодирующих генетических последовательностей — которые точно регулируют гены, ответственные за рост костей.</p>
<p>Это открытие проливает свет об одном из основных факторов, влияющих на размеры людей во взрослом возрасте, и объясняет, почему их недостаточность может быть причиной некоторых пороков развития костей. Результаты опубликованы в журнале <i>Nature Communications</i>.</p>
<p>Высокий или низкий, наш рост во многом унаследован от наших родителей. Кроме того, многие генетические заболевания влияют на рост костей, точная причина которых часто остается неизвестной. Что, если объяснение можно было бы найти не в самих генах, а в других участках генома, отвечающих за их активацию?</p>
<p>Гийом Андрей, доцент кафедры генетической медицины и развития медицинского факультета UNIGE и Женевского института генетики и геномики (IGE3), который руководил этим исследованием, объясняет: «Короткие последовательности ДНК, известные как энхансеры, дают сигнал для транскрипции ДНК в РНК, которая затем транслируется в белки. Хотя гены, регулирующие образование костей, и их расположение в геноме, уже хорошо известны, это не относится к переключателям, которые ими управляют».</p>
<h2>Флуоресцентные кости</h2>
<p>Андрей и его команда разработали инновационную экспериментальную методику, отмеченную в 2023 году премией Швейцарского центра компетенции 3R, которая позволяет получать мышиные эмбрионы, несущие точную генетическую конфигурацию, из стволовых клеток мыши.</p>
<p> <video class= Реконструкция эмбриона мыши с помощью световой микроскопии. Фото: Женевский университет

«В этом случае наши эмбрионы мышей имеют флуоресцентные кости, которые видны при визуализации, что позволяет нам изолировать интересующие нас клетки и анализировать, как усилители работают во время развития костей», — объясняет Фабрис Дарбелле, постдокторант из профессора Андрея. лаборатории и первый автор этой работы.

Команда следила за активностью хроматина, структуры, в которой упакована ДНК, особенно во флуоресцентных костных клетках. Используя маркеры активации генов, ученые смогли точно определить, какие регуляторные последовательности вступили в действие, чтобы контролировать гены, ответственные за построение костей. Затем они подтвердили свое открытие, выборочно деактивировав энхансеры, не затрагивая кодирующий ген.

«Затем мы наблюдали потерю активации рассматриваемых генов, что указывает как на то, что мы идентифицировали правильные переключатели, так и на то, что их роль действительно имеет решающее значение для правильного функционирования гена», — объясняет Дарбеллей.

Трехмерное картирование

Из 2700 переключателей, выявленных у мышей, 2400 обнаружены у людей. «Каждая хромосома представляет собой длинную нить ДНК. Как жемчуг на ожерелье, энхансеры и гены, которыми они управляют, образуют маленькие шарики ДНК на одной и той же хромосомной нити. Именно эта физическая близость позволяет им взаимодействовать таким контролируемым образом, — поясняет Андрей.

Вариации в активности этих областей также могут объяснить различия в размерах между людьми: активность костных клеток действительно связана с размером костей и, следовательно, человека.

Более того, многие заболевания костей не могут быть вылечены. объясняется мутацией, затрагивающей последовательность известного гена. Ответ можно найти в другом месте, а точнее в некодирующих, но регуляторных областях генома.

«Уже есть несколько задокументированных случаев, когда мутация происходит в переключателях, а не в самих генах. причина заболевания костей. Поэтому весьма вероятно, что число случаев недооценено, особенно когда гены пациентов кажутся нормальными», — объясняют авторы. Помимо заболеваний костей, нарушения этих различных, пока еще малоизученных генетических переключателей могут быть причиной многих других патологий развития.

Дополнительная информация: Фабрис Дарбелле и др., Прегипертрофический хондрогенный ландшафт энхансеров развития конечностей и осевого скелета, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49203-2

Информация журнала: Nature Communications Предоставлено Женевским университетом

Новости сегодня

Последние новости