Studie findet neuen regulator für Herzens-Bildung

Ein neuer regler für Herz-formation wurde entdeckt durch das Studium, wie embryonale Stammzellen passen Sie die Verpackung Ihrer DNA. Dieser Ansatz zur Suche nach genetischen Regulatoren, sagen die Wissenschaftler, könnten die Kraft haben, für Einblick in die Entwicklung jedes Gewebe im Körper – Leber, Gehirn, Blut und so weiter.

Eine Stammzelle hat das potential, sich zu jedem Zelltyp. Sobald die Wahl getroffen wird, die Zelle und anderen Stammzellen, die begangen werden, um das gleiche Schicksal teilen, bilden organ Gewebe.

Ein University of Washington-led-research-team war besonders daran interessiert, wie sich Stammzellen verwandeln sich in Herz-Muskel-Zellen, um die weitere Forschung auf die Reparatur geschädigter Herzen durch die regeneration von Gewebe. Die Verantwortlichen des Projekts waren Dr. Charles Murry, eine kardiale Pathologen und Stammzell-Biologe; Dr. Randall Moon, die Studien der Steuerung der embryonalen Entwicklung, und Dr. John Stamatoyannopoulos, wer untersucht die operativen Systeme des menschlichen Genoms.

Das Papier der führende Autor ist Dr. Sharon Paige, ein UW MD-PhD-student, absolvierte Ihr Ph. D. in Dr. Murry ‚ s lab.

Die Ergebnisse werden im September veröffentlicht. 28 Ausgabe von Cell.

Paige, eine aufstrebende pädiatrischen Kardiologen, der sagte, „Durch die Identifizierung von Regulatoren des kardialen Entwicklung, diese Arbeit hat das Potenzial, führen zu einem besseren Verständnis der Ursachen von angeborenen Herzkrankheiten, damit ebnet den Weg für therapeutische Fortschritte.“

Zuvor UW-Forscher hatten untersucht, die Signale, die prod Zellen wachsen in verschiedenen Arten von Herz-Kreislaufstillstand. In diesem Fall, der Forscher trat ein relativ unerforschtes Gebiet. Sie beschlossen sich auf die genetischen Steuerelemente, die hinter der transformation von Stammzellen in Herzgewebe.

Weil Stammzellen behalten Ihre DNA-code unter Verschluss, bis es benötigt wird, untersuchten die Wissenschaftler, wie diese Verpackung ist verändert im Laufe der Zeit zu erlauben, um die Lektüre der Teile des Codes und damit Veränderungen in der Zelle.

Die DNA aufgewickelt wird in einer Struktur namens chromatin. „Die DNA verpackt werden kann als dicht geschlossene, Neutrale oder aktiviert,“ Murry erklärt. Die dicht geschlossenen Zustand ist, sagte er, Analog zu der Einstellung der Bremsen am Auto.

Wie ein Kind, das Muscheln, wenn gefragt, „Was willst du werden wenn du groß bist?“ Stammzellen sind zum Schutz der Gene, die bestimmen, Ihre Zukunft-Zell-Typ, oder dem, was Wissenschaftler nennen Ihre Zelle Schicksal.

„Wir fanden, dass die Stammzellen nehmen, mit großer Sorgfalt zu vermeiden der Aktivierung von Zell-Schicksal regulierter Gene zur falschen Zeit,“ Murry sagte. „Diese Gene haben Ihre Bremsen auf, bis Sie gebraucht werden.“ Wenn die Zeit reif ist, sagte er, „die Bremsen kommen ab und das gas geht auf.“

Er erklärte, dass die situation für verschiedene Gene regulieren das Zell-Funktionen im Gegensatz zu denen, die regulieren Zell-Schicksal. Gene, die Steuern, zum Beispiel die Produktion von Proteinen, mit denen die Zelle auf den Vertrag oder die zur Erzeugung elektrischer Signale haben nicht so ein Komplexes Bremssystem. Diese Gene können leichter aktiviert.

Die Wissenschaftler Wiesen darauf hin, dass es bereits bekannt war, dass die Muster, die Stammzellen Folgen, um änderungen in Ihrer DNA-Verpackung Sie unterscheiden sich von Vorläuferzellen – Zellen bereit zu beginnen, eine Linie von einer bestimmten Art von Zelle – und auch aus Zellen, die bereits eine funktionierende Identität, wie zum Beispiel Blut-oder Muskelzellen.

Allerdings , die Dynamik der DNA-Verpackung änderungen – wie die Verpackung ist so programmiert, dass im Laufe der Zeit verändern und wie diese Dynamik beeinflussen, welche Gene sind „freigelegt“ und aktiviert werden, um zu erstellen, zum Beispiel, Herz-Muskel-Zellen, wurde kaum verstanden.

Das UW-geführte Forschungsteam erfuhr, dass, wie menschlichen embryonalen Stammzellen werden die Zellen des Herzens, diese Differenzierung ist begleitet von charakteristischen dynamischen Veränderungen in der DNA-Verpackung. Das verräterische Muster konnten die Wissenschaftler unterscheiden die wichtigsten Regulatoren des Herz-Entwicklung aus anderen Genen. Der Forscher bezeichnet die sorgfältig zeitgesteuerten Muster von Veränderungen in der DNA-Verpackung, wie eine „zeitliche chromatin Unterschrift.“

Genauso wie ein Bankräuber verlässt belastende Beweise in einer handschriftlichen Notiz an den teller, den zeitlichen chromatin Unterschrift Gaben die Wissenschaftler die Hinweise, die Sie benötigt, um auf die Jagd nach neuer Gene, die möglicherweise verantwortlich sind für Herz-formation.

„Wir fanden eine Menge von Ihnen,“ Murry sagte. Ihr system offenbart der top-Kandidat für das homebox gen MEIS2. Dieses gen schien eine unwahrscheinliche Wahl, denn es hatte keine bisherigen Rekord von teilnehmenden im Herzen der formation. Jedoch, wenn dieses gen entfernt wurde, aus einer neuen generation von zebra-Fisch, die Entwicklung von fischembryonen hatte Herz tube formation Mängel und andere Herz-Anomalien.

Murry und andere Mitglieder des research-Teams denken von mustern in DNA-unwrapping werden könnte, weitgehend anwendbar zu entdecken, die Gene regulieren, dass andere Aspekte der Gewebe-und organbildung ist mehr als nur das Herz. Eine solche Herangehensweise könnte helfen, enthüllen die wichtige Entwicklungs-Entscheidungen, die sich im inneren der Zellen, da ein embryo sich bildet und wächst. Diese Enthüllungen könnten nützliche Informationen zu stimulieren Stammzellen zu bestimmten Geweben für die Orgel-Reparatur-später im Leben.

Die Anerkennung der Grenzen des lab-system in der Nachahmung dessen, was im lebenden Zellen in den frühen Stadien der Organentwicklung beim Menschen, Murry sagte, „Der Gebrauch der zeitlichen chromatin Signatur zu entdecken, regulatorische Gene geben könnte, die uns neue Einsichten in die menschliche Entwicklung und neue Werkzeuge zur Steuerung des Zell-Schicksal.“

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.