Wetenschappers hebben een nieuw genetisch mechanisme ontdekt, een 'dimmer switch', die de timing van genexpressie tijdens de vroege ontwikkeling van embryo's nauwkeurig regelt. Deze bevinding biedt een dieper inzicht in hoe ons lichaam vorm krijgt en opent deuren voor nieuwe behandelingen van ziekten.
Onderzoekers van het MRC Laboratory of Medical Sciences, onder leiding van Dr. Irène Amblard en Dr. Vicki Metzis, bestudeerden hoe genen worden gereguleerd in zich ontwikkelende embryo's. Ze richtten zich op het gen Cdx2, cruciaal voor het vormen van de achterkant van het embryo. Alle cellen in een organisme hebben dezelfde genetische informatie, maar ze differentiëren door selectief specifieke genen te activeren en te onderdrukken, een proces dat genexpressie wordt genoemd.
Het team vond een speciaal DNA-element dat werkt als een dimmer switch, die de duur en sterkte van Cdx2-expressie regelt. Dit element, in tegenstelling tot typische enhancers of silencers, past de genactiviteit subtiel aan. Met behulp van genetische manipulatie in muizenembryo's veranderden ze dit element, waardoor de timing van Cdx2-expressie veranderde en de vorming van het ruggenmerg werd beïnvloed.
Dit 'attenuator'-element werkt door interactie met transcriptiefactoren en chromatine-remodelleringscomplexen. Deze precieze controle kan van toepassing zijn op andere belangrijke ontwikkelingsgenen. De ontdekking maakt de ontwikkeling mogelijk van tools die de genactiviteit kunnen aanpassen met een ongekende temporele en ruimtelijke resolutie.
Klinisch gezien kan dit leiden tot gentherapieën die de genexpressieniveaus kunnen aanpassen als dat nodig is, waardoor mogelijk bijwerkingen worden verminderd en de effectiviteit van de behandeling wordt verbeterd. Dit onderzoek benadrukt het belang van niet-coderende regio's van het genoom, ooit beschouwd als 'junk-DNA', nu erkend als belangrijke regulatoren van genexpressie. Dit werk benadrukt dat genexpressie niet simpelweg aan of uit is, maar een fijn afgestemde modulatie omvat.