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Forscher Schalten Syndrom-Gene Aus
Forscher Schalten Syndrom-Gene Aus

Video: Forscher Schalten Syndrom-Gene Aus

Video: Genetischer Fingerabdruck - RFLP-Methode & STR-Methode einfach erklärt - Vorgehensweise | Gentechnik 2022, Dezember
Anonim

Die Stummschaltung zusätzlicher Chromosomen in Zellkulturen könnte zu neuen Behandlungen für die Störung führen.

Die Insertion eines Gens kann laut einer heute in Nature veröffentlichten Studie die zusätzliche Kopie von Chromosom 21, die das Down-Syndrom verursacht, mundtot machen. Die Methode könnte Forschern helfen, die Zellwege hinter den Symptomen der Störung zu identifizieren und gezielte Behandlungen zu entwickeln.

"Es ist eine Strategie, die auf verschiedene Arten angewendet werden kann, und ich denke, sie kann derzeit nützlich sein", sagt Jeanne Lawrence, Zellbiologin an der Medizinischen Fakultät der Universität von Massachusetts in Worcester und Hauptautorin der Studie.

Lawrence und ihr Team entwickelten einen Ansatz, um den natürlichen Prozess nachzuahmen, der eines der beiden X-Chromosomen aller weiblichen Säugetiere zum Schweigen bringt. Beide Chromosomen enthalten ein Gen namens XIST (das X-Inaktivierungsgen), das bei Aktivierung ein RNA-Molekül erzeugt, das die Oberfläche eines Chromosoms wie eine Decke bedeckt und die Expression anderer Gene blockiert. Bei weiblichen Säugetieren wird eine Kopie des XIST-Gens aktiviert, wodurch das X-Chromosom, auf dem es sich befindet, zum Schweigen gebracht wird.

Das Team von Lawrence hat das XIST-Gen in eine der drei Kopien von Chromosom 21 in Zellen einer Person mit Down-Syndrom gespleißt. Das Team setzte auch einen genetischen "Schalter" ein, der es ihnen ermöglichte, XIST einzuschalten, indem die Zellen mit dem Antibiotikum Doxycyclin dosiert wurden. Dadurch wurde die Expression einzelner Gene entlang des Chromosoms 21 gedämpft, von denen angenommen wird, dass sie zu den allgegenwärtigen Entwicklungsproblemen des Down-Syndroms beitragen.

Erste Schritte

Das Experiment verwendete induzierte pluripotente Stammzellen, die sich zu vielen verschiedenen Arten reifer Zellen entwickeln können. Die Forscher hoffen daher, dass sie eines Tages die Auswirkungen des Down-Syndroms auf verschiedene Organe und Gewebetypen untersuchen können. Diese Arbeit könnte zu Behandlungen führen, die sich mit degenerativen Symptomen des Down-Syndroms befassen, wie beispielsweise der Tendenz von Menschen mit dieser Störung, eine frühe Demenz zu entwickeln.

"Die Idee, ein ganzes Chromosom abzuschalten, ist äußerst interessant", sagt der Stammzellforscher Nissim Benvenisty von der Hebrew University in Jerusalem. Er erwartet zukünftige Studien, in denen veränderte Zellen in zwei Chargen aufgeteilt werden - eine mit eingeschaltetem zusätzlichen Chromosom und eine mit ausgeschaltetem Chromosom 21 -, um zu vergleichen, wie sie funktionieren und auf Behandlungen ansprechen.

Forscher haben zuvor das zusätzliche Chromosom in Zellen von Menschen mit Down-Syndrom mithilfe einer anderen Art der genetischen Veränderung entfernt. Diese Technik beruhte auf der Tatsache, dass induzierte pluripotente Stammzellen, die die dritte Kopie von Chromosom 21 tragen, diese gelegentlich auf natürliche Weise ausschöpfen - aber "es ist ein Schmerz im Nacken", sagt Mitchell Weiss, Stammzellforscher am Kinderkrankenhaus von Philadelphia in Pennsylvania. "Sie können es nicht kontrollieren."

Weiss sagt jedoch, dass die neueste Methode ihre eigenen Nachteile hat: Das Einschalten von XIST blockiert möglicherweise nicht die gesamte Genexpression im zusätzlichen Chromosom, und dies könnte die experimentellen Ergebnisse durcheinander bringen.

Dennoch glaubt Weiss, dass der Ansatz neue Behandlungen für das Down-Syndrom liefern könnte - und sich als nützlich für die Untersuchung anderer Chromosomenstörungen wie des Patau-Syndroms erweisen könnte, einer Entwicklungsstörung, die durch eine dritte Kopie von Chromosom 13 verursacht wird.

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