Редактирование генома используют для изучения "генных пустынь" человека

Ученые уже давно знают о существовании генетической предрасположенности к сердечно-сосудистым заболеваниям. Но до сих пор было не совсем ясно, как это работает и что с этим можно сделать.Однако исследователи из Scripps Research совершили глобальный прорыв в данном направлении. Сначала они дали ответ на вопрос "как?". Оказалось, что большой блок ДНК, уже известный как гаплотип сердечно-сосудистого риска 9p21.3, вызывает аномалии в клетках стенок кровеносных сосудов. Это способствует образованию бляшек, забивающих кровеносные сосуды, что приводит к сердечным приступам и инсультам. Одна из проблем изучения гаплотипа 9p21.3 заключалась в том, что этот участок отсутствует у мышей и других животных, а значит, невозможно проводить опыты на животных моделях. Другая проблема состояла в том, что в этом регионе нет традиционных генов, кодирующих белок. Ученые раньше называли такие области "генными пустынями", и в прошлом ими пренебрегали, потому считали их "мусорной ДНК". Однако команде Scripps Research удалось преодолеть эти препятствия. Исследователи собрали кровь у людей, которые имели версии гаплотипа высокого либо низкого риска, и перепрограммировали их в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. На этом этапе клетки были генетически отредактированы с использованием специализированных молекулярных ножниц, называемых нуклеазами TALE. Затем отредактированные стволовые клетки превратили в клетки сосудистой оболочки и детально изучили их, используя методы ДНК-профилирования и биоинженерии. Исследовательская группа обнаружила, что клетки людей с высоким риском показали необычно широкий набор аномалий, причем клетки риска затронули 3000 генов — почти 10 процентов от общего изученного числа генов человека. Компьютерные исследования этих генов показали, что дефекты, вызываемые ими, могут способствовать целому ряду сердечно-сосудистых болезней.Также выяснилось, что гаплотип 9p21.3 определяет изменения  в сотне генах, которые так или иначе связаны с болезнями сердца. Углубившись в исследование, группа ученых определила потенциальный ключевой генетический регулятор ANRIL, который сам является членом загадочного класса генов, не производящих белки. Вместо этого он генерирует генетические молекулы, называемые длинными некодирующими РНК. Специалисты заметили, что аномальные клетки стенок сосудов сердца имели более высокие уровни нескольких РНК ANRIL. Когда ученые добавили эти РНК ANRIL к здоровым клеткам, последние продемонстрировали ключевые признаки заболевания. Это укрепило ученых в мысли, что именно РНК ANRIL могут быть основными переключателями между здоровыми и способствующими заболеванию клеточными состояниями. Данное исследование демонстрирует возможности редактирования генома плюрипотентных стволовых клеток для изучения генетического риска человека, связанного с уникальными человеческими областями ДНК или генными пустынями. Что касается изучения 9p21.3, примечательно, что одна область генной пустыни нашего генома оказывает столь значительное влияние как на функциональные, так и на генетические характеристики клеток кровеносных сосудов. В ближайшем будущем именно 9p21.3 станет целью  № 1 в борьбе с сердечно-сосудистыми болезнями.

Сегодня

Вы можете получать оповещения от vesti.ru в вашем браузере