Epigenom düzenleme gelişimsel bozuklukları önleyebilir mi?
Bilim adamları, farelerde epigenom düzenleme adı verilen yeni bir tür genetik mühendislik aracı kullanarak, bir gen mutasyonundan kaynaklanan gelişmekte olan beyindeki düzensizlikleri geri kazandılar.
Epigenom düzenleme, altta yatan DNA kodunu değiştirmeden genlerin ifadesini veya okumasını değiştirmenin bir yoludur.
Baltimore, MD Johns Hopkins Üniversitesi'nden bir ekip, Doğa İletişimi C11orf46 proteinine odaklanan çalışma.
Çalışmanın ilgili yazarlarından biri, Johns Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde psikiyatri ve davranış bilimleri doçenti olan Dr. Atsushi Kamiya'dır.
İnsanlarda, DNA'nın aşağıdakileri içeren bölümündeki mutasyonlar C11orf46 gen, zihinsel engelliliğe neden olabilen ve vücudun birçok sistemini bozabilen genetik bir durum olan WAGR sendromuna yol açabilir.
Araştırmacılar, C11orf46'nın beynin sağ ve sol taraflarını birbirine bağlayan karmaşık sinir lifi demeti olan korpus kallozumun gelişimini yönettiğini buldular.
Korpus kallozum doğru şekilde oluşmazsa, otizm gibi beyin gelişim bozukluklarına ve WAGR sendromunda ortaya çıkabilecek zihinsel engellilik türüne neden olabilir.
Gen susturma
WAGR sendromunun başka bir adı, kromozom 11p13 delesyon sendromudur çünkü buna neden olan mutasyonlar, kromozom 11'in belirli bir bölgesindeki DNA'nın silinmesini içerir. C11orf46 gen bu bölgede oturur.
Eksik C11orf46 proteininin etkisini incelemek için araştırmacılar, farelerde kodlama genini susturdu.
Bununla birlikte, geni doğrudan silmek yerine, bir epigenom düzenleme aracı kullanarak ekspresyonunu azalttılar.
Bu araçla bilim adamları, DNA kodunun kendisi yerine DNA'nın kromatin paketini değiştirebilirler.
Bu değişiklik, bir hücrenin DNA okuyucularının proteinin DNA kodunu okumasını zorlaştırır ve bunun sonucunda hücre daha az üretir.
Ekip, daha az C11orf46 proteini üreten farelerin beyinlerinde korpus kallozumu doğru şekilde geliştiremediğini buldu. Beyin bozukluğu, WAGR sendromunda meydana gelene benzer.
Epigenom düzenleme restore edilmiş akson demeti
Araştırmacılar daha yakından incelediklerinde, daha az C11orf46 proteini üreten farelerin, Semaphorin 6A adlı başka bir proteini yapan gende daha yüksek ekspresyona sahip olduğunu buldular.
Semaforin 6A, gelişen beyindeki nöronal aksonların büyüme yönünü yönlendirmede kilit bir role sahiptir.
İlişkili genin ifadesini değiştiren daha fazla epigenom düzenleme ile, SEMA6AAraştırmacılar, farelerde Semaphorin 6A'yı azaltabildiler ve nöron aksonlarının demetlenmesini normal farelerinkine benzeyecek şekilde geri yüklediler.
"RNA güdümlü epigenetik düzenleme Sema6a C11orf46 bağı olan bir dCas9-SunTag sistemi aracılığıyla gen promoterleri normalize edilmiş SEMA6A ekspresyonu ve SETDB1 baskılayıcı kompleksi tarafından baskılayıcı kromatin yeniden modellenmesi yoluyla kurtarılmış transkallozal bağlantısızlık, "yazarlar.
Araştırmacılar, çalışmanın, kromatinin kesin epigenetik düzenlemesinin sağ ve sol beyin arasındaki bağlantının erken gelişimini ne kadar değiştirebileceğini gösterdiğini ortaya koyuyor.
"Bu çalışma erken olmasına rağmen, bu bulgular, beyindeki sinir bağlantılarını yeniden şekillendirmeye yardımcı olabilecek ve belki de beyindeki gelişimsel bozuklukların oluşmasını önleyebilecek gelecekteki epigenom düzenleme terapileri geliştirebileceğimizi gösteriyor."
Dr. Atsushi Kamiya
