Springende Gene Hilfe von Neuronen in einer Schale

Der Prozess der Herstellung von funktionellen Gehirn-Zellen im Labor Gericht verlangt die präzise Aktivierung von egoistischen genetischen Elementen, bekannt als LINE-1 (L1) retrotransposons. Der Befund von Forschern an der KAUST, könnte dazu führen, sicherer und effizienter, regenerative Therapien für die Parkinson-Krankheit und andere Gehirn-Bedingungen.

Das Erbgut von Menschen, Mäusen und anderen Säugetieren haben Hunderte von tausenden von L1-Elementen. Die meisten inaktiv sind, aber einige behalten die Fähigkeit, Kopien von sich selbst und springen in verschiedenen DNA-Segmente, mit Auswirkungen auf die Genregulation, die sowohl schädliche und nützliche. Manchmal ist der springende Gene können die Krankheit auslösen. In der frühen Entwicklung des Gehirns, aber, L1 Tätigkeit erforderlich ist, für die Neuronen zu bilden, richtig—obwohl der Grund unklar gewesen war.

Um diese Frage zu beantworten, Valerio Orlando und Kollegen wandte sich an einem zellulären Modell der neuronalen Entwicklung. Gemeinsam mit Wissenschaftlern in Italien, Sie entwickelt Haut Zellen aus Maus-Embryonen, um express verschiedenen „Umprogrammierung Faktoren'“ umgewandelt in Dopamin-produzierenden Neuronen, ähnlich denen in der substantia nigra, eine kleine Struktur tief im Gehirn. In den Prozess beobachteten die Forscher L1-Aktivierung.

Behandelten Sie die Zellen mit zwei Arten von Medikamenten, block L1 Dynamik. Beide Behandlungen dramatisch beeinträchtigt die Effizienz der Zelle, die Umwandlung, die belegen, dass „die Aktivierung ist erforderlich für die erfolgreiche Reprogrammierung von Hautzellen in Nervenzellen“, so Francesco Della Valle, einer postdoc-Zeit in Orlando Labor-Gruppe, und der erste Autor der neuen Studie.

Die Forscher sequenzierten die gesamte DNA innerhalb der Zellen, vor und nach Ihrer Bekehrung, zu bestimmen, wo die L1-Elemente mussten neu eingefügt, die sich in das Genom. Sie fanden insertions-hotspots rund um die Gene in neuronalen Linie Engagement und die neuron-Funktion. Folglich, die DNA an diesen Standorten war weniger dicht gepackt, so dass für die höheren Ebenen der jeweiligen gen-expression.

„Unsere Arbeit stärkt das Konzept, dass sich wiederholende Elemente spielen eine wichtige, noch nie dagewesene Rolle bei der Zelldifferenzierung und Gewebe-spezifische Entwicklungs-Programme,“ Della Valle sagt.