Группа учёных из Лаборатории медицинских исследований Совета медицинских исследований (MRC Laboratory of Medical Sciences, LMS) обнаружила ранее неизвестный механизм, который контролирует включение и выключение генов во время эмбрионального развития. Их исследование проливает свет на то, как образуются различные типы клеток в развивающихся эмбрионах.
Основные выводы исследования
Исследование, [опубликованное](https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(25)00361-2) в журнале Developmental Cell, проводилось под руководством доктора Ирэн Амблар и доктора Вики Метцис из группы по изучению развития и контроля транскрипции в сотрудничестве с другими группами LMS.
Все клетки содержат одинаковую ДНК, но должны активировать (включать) и деактивировать (выключать) определённые гены — процесс, известный как экспрессия генов, — чтобы создавать различные части тела. Клетки в ваших глазах и руках содержат одни и те же гены, но экспрессируют их по-разному, формируя каждую часть тела.
Основное внимание в работе было уделено гену Cdx2. Продолжительность экспрессии Cdx2 помогает определить, где и когда клетка производит предшественники спинного мозга. Исследователи хотели понять, какие процессы контролируют этот короткий период.
Команда обнаружила ДНК-элемент, который они назвали «аттенюатором». Этот элемент снижает экспрессию генов специфическим образом в зависимости от времени и типа клеток — в отличие от энхансеров или сайленсеров, других типов ДНК-элементов, которые широко включают или выключают гены.
Изменяя этот элемент, можно регулировать продолжительность и силу экспрессии Cdx2, действуя подобно «генетическому диммеру». Нарушение работы «переключателя» в эмбрионах мышей подтвердило его важную роль в формировании плана развития организма.
Перспективы
Этот прорыв открывает путь к программируемой экспрессии генов, предлагая возможность точно контролировать активность генов в пространстве и времени. Результаты не только углубляют наше понимание биологии развития, но и могут лечь в основу новых терапевтических стратегий, направленных на некодирующий геном.
Такие подходы могут однажды позволить лечить заболевания, вызванные нарушением регуляции генов, путём точной настройки экспрессии генов в конкретных тканях. Вики подчеркнула потенциал исследования, отметив: «Мы воодушевлены, поскольку предыдущие исследования показывают, что в нашем геноме могут быть разные типы элементов, которые тонко регулируют экспрессию генов, но их было нелегко идентифицировать. Если мы сможем решить эту задачу, это откроет огромные возможности для разработки новых способов лечения заболеваний путём точной настройки экспрессии генов там и тогда, где и когда это необходимо».
Исследование дополняет растущее число работ, изучающих, как некодирующая ДНК управляет регуляцией генов — областью, имеющей глубокие последствия для медицины, от разработки новых генной терапии до улучшения существующих методов лечения.
Предоставлено
[MRC Laboratory of Medical Sciences](https://phys.org/partners/mrc-laboratory-of-medical-sciences/)