Карта тіла: як відбувається процес побудови і старіння нашого організму

Вчені довго шукали спосіб розгадки того, як гени HOX створюють мапу тіла – ключ до розшифровки цього генома може відкрити таємниці процесів побудови і старіння нашого організму.

Карта тела: как происходит процесс построения и старения нашего организма

В даний час міжнародна група дослідників з Колумбійського університету та Іспанської національної дослідницької ради (CSIC), з центром в Університеті Пабло де Олавіде в Севільї, Іспанія, знайшла метод, який може визначити роль, яку відіграє кожен ген Hox в організмі фруктової мухи. Результати дослідження, нещодавно опубліковані в Nature Communications, допомагають осмислити точний процес, який має вирішальне значення для розуміння не тільки зростання і розвитку, а також старіння і хвороб організму.

«Геном, який містить тисячі генів і мільйони літер ДНК, є найскладнішим з коли-небудь написаних кодів, – сказав Річард Манн, доктор філософії, головний дослідник Колумбійського університету з вивчення інтелектуального поведінки. – Розшифровка цього коду виявилася настільки важкою тому, що еволюція написала його на зорі свого існування і вдосконалювала протягом сотень мільйонів років. Сьогоднішнє дослідження пропонує ключ до злому коду, наближаючи нас, як ніколи, до розуміння того, як гени Hox будують здорове тіло, або як цей процес порушується при хворобі».

Гени Hox дуже давні, вони присутні у всіх видів тварин, навіть у примітивних, наприклад, медуз. Кожен тип організму має різні комбінації цих генів. У плодових мух вісім генів Hox, а у людини – 39.

Ці гени виробляють спеціальні білки, які називаються факторами транскрипції, які взаємодіють з подібними білками, що називаються кофакторами Hox, щоб зв’язуватися з різними сегментами ДНК і включати і вимикати багато інші гени в потрібний час.

«Оскільки ці гени тісно пов’язані з багатьма аспектами розвитку, виявилося неймовірно складним виділяти окремі гени Hox і відстежувати їх активність з плином часу, – пояснює Джеймс Кастеллі-Гэйр Хомбрия, доктор філософії, головний дослідник в Університеті Пабло де Олавіде. – У нас було неймовірно складне рівняння для вирішення, з величезною кількістю невідомих».

Досліджуючи генетичну активність розвивається плодової мухи, вчені натрапили на невеликий фрагмент регуляторної ДНК, званий VVI1 + 2, який був активним у всіх клітинах розвивається плодової мухи і, мабуть, регулювався всіма вісьмома генами Hox, присутніми у цієї комахи. Повсюдне поширення сегмента ДНК VVI1 + 2 в тілі розвивається мухи зробило його ідеальною системою для вивчення сімейства генів Hox. Цей відрізок ДНК дав вченим можливість розробити метод систематичного управління активністю VVI1 + 2, щоб побачити, як функціонує кожен ген Hox. Фахівці використовували складний комп’ютерний алгоритм під назвою No Read Left Behind (NRLB) і, шляхом численних біохімічних і обчислювальних аналізів, змогли систематично маніпулювати активністю ланцюгом Hox з безпрецедентним рівнем точності. Тепер у експертів з’явилася відправна точка для систематичної розшифрування генів Hox і розуміння генетики розвитку тіла.

Висновки дослідників є особливо перспективним, оскільки можуть бути застосовані до всього геному. Етапи, які Hox-гени роблять для регуляції VVI1 + 2, можуть підказати, як Hox-гени регулюють ДНК не тільки у плодових мух, але й у хребетних, таких як ссавці і навіть люди. «Хоча багато про генах Hox ще належить з’ясувати, наша робота є великим кроком вперед», – впевнений Річард Манн.

Share

Add a Comment

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *