Мультиустановленная команда изучает системы развития у данио-рерио, потому что позвоночные животные делят общие гены с людьми и являются идеальными моделями для изучения раннего развития человека, говорят научный руководитель исследования, Эртугрул Озбудэк, доктор философии, член Подразделения Биологии Развития в Цинциннати Детский Медицинский центр Больницы.В этом исследовании Ozbudak и коллега исследовали позвоночное развитие на этапе, названном somitogenesis – или когда с двух сторон соединенные блоки клеток, названных сегментами, формируются вдоль фронта к задней оси эмбриона.
У позвоночных животных сегменты становятся более глубокими слоями кожи, хряща, скелетной мышцы, и т.д.Исследователи посчитали единственные расшифровки стенограммы (или копии) генов в часах сегментации данио-рерио.
Они показали, что у генов часов есть очень низкие амплитуды РНК (рибонуклеиновая кислота). РНК несет генетические инструкции что белки контроля и формирующие ткань клетки. Авторы демонстрируют, что случайными переменными в генетических сигналах во время somitogenesis не управляют из генов.
Вместо этого их ведут внешние источники шума, такие как эффекты метаболизма, и т.д.Эти внешне стимулируемые колебания генной передачи сигналов подавлены путем Метки генов и белков.
Метка, как известно, действует как выключатель контроля между расширением клетки и преобразованием клеток в определенные типы ткани. Исследователи демонстрируют, что это также выполняет эту роль во время данио-рерио somitogenesis.«Наши результаты предполагают, что изменчивостью в экспрессии гена управляет баланс между временными задержками и когда клетки активно сигнализируют в позвоночной ткани», говорит Озбудэк. «Дальнейшее расследование должно пролить свет на точность естественных часов развития в животных и людях, и это могло помочь вдохновить разработку надежных синтетических генераторов, которые могли бы помочь предотвратить определенные врожденные дефекты или раковые образования».
Ожидание будущегоХотя потенциал этого исследования, оказывающего выгодное клиническое влияние, остается годами далеко, работа дает ученым новые возможности для исследования, как формы жизни – и как это новое знание могло положительно повлиять на здоровье, по словам исследователей.Возьмите возможность попытки к предотвратить раку. Во время эмбрионального развития Метка занята, работая активатором генов в семье Hes, по данным Ozbudak.
Гены Hes, как известно, изменяют свою передачу сигналов во время ранней разработки позвоночной колонки, а также в других тканях.Гены Dysregulated Hes также высоко выражены в нескольких типах человеческого рака, включая рабдомиосаркому, рак, поражающий соединительные ткани тела.
Способность колебаться и управлять экспрессией гена на самых ранних этапах развития поднимает вопрос того, могло ли бы быть возможно остановить рано генетическое программирование, поскольку эмбрион формируется, который мог бы вызвать рак спустя годы после рождения человека.