Huntingtons gen forstyrrer hjerneceller via endringer i andre gener


Huntingtons gen forstyrrer hjerneceller via endringer i andre gener

Biologiske ingeniører ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA har oppdaget at genet som forårsaker Huntingtons sykdom, en dødelig nevrodegenerativ lidelse, ødelegger hjernecellens funksjon ved å forstyrre on-off bytte mønstre av andre gener. De håper funnene vil føre til måter å gjenopprette normalt genuttrykk som kan brukes i behandlinger for å bremse eller stoppe sykdomsprogresjonen i sine tidlige stadier.

Ernest Fraenkel, lektor i bioteknikk ved MIT, og kollegaer, skriver om sine funn i Prosedyrene ved det nasjonale vitenskapsakademiet .

I en uttalelse utstedt 16. januar, forklarer Fraenkel at hans gruppe er veldig interessert i Huntingtons tidligste faser, "for det er da det er mest håp om at du kan enten redusere eller stoppe utviklingen av sykdommen og la folk til å leve sunt liv mye lenger."

"Da det er mye mer alvorlig nevrogenerasjon, er det lite sannsynlig at du kommer til å kunne reversere skaden," tilføyer han.

Gene for Huntingtons sykdom

Huntingtons sykdom er en dødelig nevrodegenerativ lidelse som rammer ca 30.000 amerikanere. Det er en genetisk sykdom som vanligvis rammer i midlife og forårsaker progressiv død av bestemte områder av hjernen.

Det meste av skaden er den basale gangliaen, en del av hjernen som er ansvarlig for mange funksjoner, inkludert frivillig kontroll av muskler og vanedannelse.

Genet for Huntingtons sykdom, som ble oppdaget for 20 år siden, koder for et mutantprotein kalt "huntingtin" som samler i celler.

Mutantgenet inneholder mange ekstra gjentagelser av DNA-sekvenser, men til denne studien, hvordan en slik ekstra lengde gir symptomer på Huntingtons var et komplett mysterium.

Kjemisk modifikasjon av DNA

DNA bærer tegningen eller instruksjonene for å lage proteiner som gjør arbeidet med å skape og kontrollere celler. En prosess kalt transkripsjon bruker en spesiell gruppe proteiner for å "lese" instruksjonene i DNA.

Men et transkripsjonsprotein kan ikke lese en DNA-instruksjon hvis den tilsvarende delen av DNA er blokkert. Dette er hvordan gener kan "slås på og av", danner et intrikat mønster av genuttrykk som sikrer at riktig instruksjon transkriberes til rett tid for en sunn organisme å vokse og leve.

En måte å blokkere tilgang til gener på er å feste metylgrupper til de relevante delene av DNA. Og det er gener som gjør dette som måter å kontrollere når andre gener er slått på og av.

Det var bare nylig at forskere innså at DNA-metyleringsmønstre ikke er løst under embryonal utvikling, men kan endres i løpet av en voksens levetid. Faktisk kommer de rundt til oppfatningen at det er en aktiv prosess involvert i et bredt spekter av normal celleadferd.

Studien finner uventede mønstre av DNA-metylering

Fraenkel og kollegaer for deres studie målt endringer i DNA-metyleringsmønstre i celler fra hjernene til musembryo med tidlig stadium Huntingtons sykdom.

Cellene var fra striatum, som er den største delen av basalganglia. Den striatum er der planlegging av bevegelse oppstår og er sterkt påvirket av Huntingtons sykdom.

Forskerne var overrasket over å finne celler med normale former for huntingtin-protein, hadde et dramatisk forskjellig metyleringsmønster for celler med mutante former. Noen strekninger av DNA hadde mistet metylering, mens andre hadde oppnådd det.

De bemerket også at de fleste av de berørte områdene var i regioner av genomet som styrer å slå på og av nabokrener som er ansvarlige for veksten og overlevelsen av hjerneceller.

Det ser ut til at mutantformen av huntingtin spesifikt retter seg mot gener som er involvert i hjernens funksjon, sier Fraenkel, som spekulerer på at det kan være forstyrrelser i de genene som står for hjerneviktige symptomer som er karakteristiske for Huntingtons sykdom, inkludert tidlige endringer i kognisjon.

Etter å ha merket forskjellene i metyleringsmønstre, identifiserte teamet også mange av proteinene som ville binde seg til de involverte områdene, inkludert Sox2, og andre gener kjent for å kontrollere gener som er involvert i vekst og oppførsel av hjernecellene.

Neste trinn kan peke på nye behandlingsmål

Laget prøver nå å oppdage hvordan endringene i metylering faktisk produserer sykdomssymptomene. Resultatene av en slik undersøkelse kan peke på nye behandlingsmål.

"Man kan forestille seg at hvis vi kan finne ut i mer mekanisk detalj, hva som forårsaker disse endringene i metylering, kan vi blokkere denne prosessen og gjenopprette normale transskripsjonsnivåer tidlig hos pasientene," sier Fraenkel.

De bruker også mus for å teste om mønstre av metylering endres etter hvert som sykdommen utvikler seg.

Fond fra National Institutes of Health betalte for studien.

I november 2012 avslørte forskere ved University of Montreal hvordan de identifiserte og "slått av" en kjemisk kjede som forårsaker neurodegenerative sykdommer som Huntingtons sykdom, amyotrofisk lateralsklerose og demens.

Part 1 - The Age of Innocence Audiobook by Edith Wharton (Chs 1-9) (Video Medisinsk Og Faglig 2020).

§ Problemer På Medisin: Sykdom