Ученые обнаружили новый генетический механизм, «диммер», который точно контролирует время экспрессии генов на ранних стадиях развития эмбриона. Это открытие дает более глубокое понимание того, как формируются наши тела, и открывает двери для новых методов лечения заболеваний.
Исследователи из Лаборатории медицинских наук MRC под руководством доктора Ирен Амблард и доктора Вики Метцис изучили, как гены регулируются в развивающихся эмбрионах. Они сосредоточились на гене Cdx2, критически важном для формирования задней части эмбриона. Все клетки в организме имеют одну и ту же генетическую информацию, но они дифференцируются, избирательно активируя и подавляя определенные гены, процесс, называемый экспрессией генов.
Команда обнаружила специальный элемент ДНК, который действует как диммер, контролируя продолжительность и силу экспрессии Cdx2. Этот элемент, в отличие от типичных энхансеров или сайленсеров, тонко регулирует активность генов. Используя генную инженерию в эмбрионах мышей, они изменили этот элемент, изменив время экспрессии Cdx2 и повлияв на формирование спинного мозга.
Этот «аттенюаторный» элемент работает, взаимодействуя с факторами транскрипции и комплексами ремоделирования хроматина. Этот точный контроль может применяться к другим важным генам развития. Открытие позволяет разрабатывать инструменты, которые могут настраивать активность генов с беспрецедентным временным и пространственным разрешением.
Клинически это может привести к генной терапии, которая может регулировать уровни экспрессии генов по мере необходимости, потенциально уменьшая побочные эффекты и повышая эффективность лечения. Это исследование подчеркивает важность некодирующих областей генома, которые когда-то считались «мусорной ДНК», а теперь признаны ключевыми регуляторами экспрессии генов. Эта работа подчеркивает, что экспрессия генов — это не просто включение или выключение, а тонко настроенная модуляция.