Huntingtons gen forstyrrer hjerneceller via ændringer til andre gener


Huntingtons gen forstyrrer hjerneceller via ændringer til andre gener

Biologiske ingeniører ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA har opdaget, at genet, der forårsager Huntingtons sygdom, en dødelig neurodegenerativ lidelse, ødelægger hjernecellefunktionen ved at forstyrre on-off switchningsmønstre af andre gener. De håber, at opdagelsen vil føre til måder at genoprette normalt genuttryk, som kan anvendes i behandlinger for at bremse eller standse sygdommens progression i sine tidlige stadier.

Ernest Fraenkel, lektor i bioteknik ved MIT, og kolleger, skriver om deres resultater i Forsøg af National Academy of Sciences .

I en erklæring, der blev udgivet den 16. januar, forklarer Fraenkel, at hans gruppe er meget interesseret i Huntingtons tidligste faser, "for det er da der er størst håb om, at du enten kan bremse eller standse sygdomsprogression og lade folk leve sunde liv Meget længere."

"På det tidspunkt er der meget mere alvorlig neurodegeneration, er det usandsynligt, at du vil kunne vende skaden," tilføjer han.

Gen for Huntingtons sygdom

Huntingtons sygdom er en dødelig neurodegenerativ lidelse, der rammer omkring 30.000 amerikanere. Det er en genetisk sygdom, der typisk rammer i mellemlivet og forårsager progressiv død i bestemte områder af hjernen.

Det meste af skaden er den basale ganglia, en del af hjernen, der er ansvarlig for mange funktioner, herunder frivillig kontrol af muskler og vanedannelse.

Genet til Huntingtons sygdom, som blev opdaget for 20 år siden, koder for et mutantprotein kaldet "huntingtin", der samler i celler.

Mutantgenet indeholder mange ekstra gentagelser af DNA-sekvenser, men indtil dette studie, hvordan sådan en ekstra længde producerer symptomerne på Huntingtons var et komplet mysterium.

Kemisk modifikation af DNA

DNA bærer planen eller instruktioner til fremstilling af proteiner, der gør arbejdet med at skabe og kontrollere celler. En proces kaldet transkription bruger en særlig gruppe proteiner til at "læse" instruktionerne i DNA'et.

Men et transkriptionsprotein kan ikke læse en DNA-instruktion, hvis den tilsvarende del af DNA er blokeret. Det er sådan, at gener kan "tændes og slukkes" og danner et intrikat mønster af genekspression, der sikrer, at den korrekte instruktion transkriberes på det rigtige tidspunkt for en sund organisme at vokse og leve.

En måde at blokere adgangen til gener på er at binde methylgrupper til de relevante dele af DNA. Og der er gener, der gør det som måder at kontrollere, når andre gener er tændt og slukket.

Det var først for nylig, at forskere indså, at DNA-methyleringsmønstre ikke er fikseret under embryonal udvikling, men kan ændre sig i løbet af en voksens levetid. Faktisk kommer de rundt til den opfattelse, at det er en aktiv proces involveret i en bred vifte af normal celleadfærd.

Undersøgelse finder uventede mønstre af DNA-methylering

Fraenkel og deres kollegaer målte for deres undersøgelser ændringer i DNA-methyleringsmønstre i celler fra hjerner af musembryoner med tidlig stadium Huntingtons sygdom.

Cellerne var fra striatumen, som er den største del af de basale ganglier. Den striatum er hvor planlægning af bevægelse opstår og er alvorligt påvirket af Huntingtons sygdom.

Forskerne var overrasket over at finde celler med normale former for huntingtin-protein, havde et dramatisk anderledes methyleringsmønster for celler med mutante former. Nogle strækninger af DNA havde mistet methylering, mens andre havde fået det.

De bemærkede også, at de fleste af de berørte steder var i regioner af genomet, der styrer omskiftningen af ​​og naboen af ​​nabostationerne, der er ansvarlige for vækst og overlevelse af hjerneceller.

Det ser ud til, at mutantformen af ​​huntingtin specifikt retter sig mod gener involveret i hjernefunktionen, siger Fraenkel, der spekulerer på, at det kunne være forstyrrelser i de gener, der tegner sig for hjernevaskende symptomer, der er karakteristiske for Huntingtons sygdom, herunder tidlige ændringer i kognition.

Efter at have bemærket forskellene i methyleringsmønstre identificerede holdet også mange af de proteiner, der ville binde til de involverede steder, herunder Sox2, og andre gener, der vides at kontrollere gener, der er involveret i hjernecellevækst og adfærd.

Næste trin kunne pege på nye behandlingsmål

Holdet forsøger nu at opdage, hvordan ændringerne i methylering faktisk producerer sygdomssymptomerne. Resultaterne af en sådan undersøgelse kunne pege på nye behandlingsmål.

"Man kunne forestille sig, at hvis vi i flere mekaniske detaljer kan finde ud af, hvad der forårsager disse ændringer i methylering, kan vi muligvis blokere denne proces og genoprette normale transskriptionsniveauer tidligt hos patienterne," siger Fraenkel.

De bruger også mus for at teste om methyleringsmønstre ændres efterhånden som sygdommen skrider frem.

Fonde fra de nationale institutter for sundhed betalt for undersøgelsen.

I november 2012 afslørede forskere ved University of Montreal, hvordan de identificerede og "slukket" en kemisk kæde, der forårsager neurodegenerative sygdomme som Huntingtons sygdom, amyotrofisk lateralsklerose og demens.

The Rich in America: Power, Control, Wealth and the Elite Upper Class in the United States (Video Medicinsk Og Professionel 2021).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Sygdom