Карта тела: как происходит процесс построения и старения нашего организма

Ученые долго искали способ разгадки того, как гены HOX создают карту тела – ключ к расшифровке этого генома может открыть тайны процессов построения и старения нашего организма.

В настоящее время международная группа исследователей из Колумбийского университета и Испанского национального исследовательского совета (CSIC), с центром в Университете Пабло де Олавиде в Севилье, Испания, нашла метод, который может определить роль, которую играет каждый ген Hox в организме фруктовой мухи. Результаты исследования, недавно опубликованные в Nature Communications, помогают осмыслить точный процесс, который имеет решающее значение для понимания не только роста и развития, но также старения и болезней организма.

«Геном, который содержит тысячи генов и миллионы букв ДНК, является самым сложным из когда-либо написанных кодов, – сказал Ричард Манн, доктор философии, главный исследователь Колумбийского университета по изучению интеллектуального поведения. – Расшифровка этого кода оказалась настолько трудной потому, что эволюция написала его на зоре своего существования и совершенствовала в течение сотен миллионов лет. Сегодняшнее исследование предлагает ключ к взлому этого кода, приближая нас, как никогда, к пониманию того, как гены Hox строят здоровое тело, или как этот процесс нарушается при болезни».

Гены Hox очень древние, они присутствуют у всех видов животных, даже у примитивных, например, медуз. Каждый тип организма имеет различные комбинации этих генов. У плодовых мух восемь генов Hox, а у человека – 39.

Эти гены производят специальные белки, называемые факторами транскрипции, которые взаимодействуют со сходными белками, называемыми кофакторами Hox, чтобы связываться с различными сегментами ДНК и включать и выключать многие другие гены в нужное время.

«Поскольку эти гены тесно связаны со многими аспектами развития, оказалось невероятно сложным выделять отдельные гены Hox и отслеживать их активность с течением времени, – объясняет Джеймс Кастелли-Гэйр Хомбрия, доктор философии, главный исследователь в Университете Пабло де Олавиде. – У нас было невероятно сложное уравнение для решения, с огромным количеством неизвестных».

 

Исследуя генетическую активность развивающейся плодовой мухи, ученые наткнулись на небольшой фрагмент регуляторной ДНК, называемый VVI1 + 2, который был активным во всех клетках развивающейся плодовой мухи и, по-видимому, регулировался всеми восемью генами Hox, присутствующими у этого насекомого. Повсеместное распространение сегмента ДНК VVI1 + 2 в теле развивающейся мухи сделало его идеальной системой для изучения семейства генов Hox. Этот отрезок ДНК дал ученым возможность разработать метод систематического управления активностью VVI1 + 2, чтобы увидеть, как функционирует каждый ген Hox. Специалисты использовали сложный компьютерный алгоритм под названием No Read Left Behind (NRLB) и, путем многочисленных биохимических и вычислительных анализов, смогли систематически манипулировать активностью цепью Hox с беспрецедентным уровнем точности. Теперь у экспертов появилась отправная точка для систематической расшифровки генов Hox и понимания генетики развития тела.

Выводы исследователей являются особенно многообещающими, поскольку могут быть применены ко всему геному. Этапы, которые Hox-гены совершают для регуляции VVI1 + 2, могут подсказать, как Hox-гены регулируют ДНК не только у плодовых мух, но и у позвоночных, таких как млекопитающие и даже люди. «Хотя многое о генах Hox еще предстоит выяснить, наша работа является большим шагом вперед», – уверен Ричард Манн.

Подробнее
telegram

Мнение специалиста

Подпишитесь на еженедельную рассылку наших новостей

Читают также

Случайная статья

Генетически модифицированные комары вступают в борьбу с вирусами в США
Компания Oxitec получила от Агентства по охране окружающей среды США разрешение на экспериментальное использование миллионов ГМ-комаров (маркированных Oxitec как OX5034) во Флориде и Техасе. Информаци ...
[ читать далее ]
Загрузка...
Load next
Facebook Twitter Telegram