Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Epigenetyczne przeprogramowanie w fazie rozwoju

Identyfikacja molekularnych czynników warunkujących zaangażowanych w przemodelowanie epigenetyczne w fazie rozwoju powinna wpłynąć na nowo powstałą technologię indukowanych pluripotentnych komórek macierzystych (iPS). Biorąc pod uwagę obiecujące właściwości komórek iPS w leczeniu chorób, wyniki badania projektu REPROGRAMMING dotyczące procesu demetylacji DNA mają ważne implikacje medyczne.
Epigenetyczne przeprogramowanie w fazie rozwoju
Decyzje dotyczące losu komórki i rozróżnienia w fazie rozwoju określane są przez ściśle regulowane zdarzenia ekspresji genów. Z kolei geny są włączane i wyłączane poprzez przemodelowywanie chromatyny i modyfikację DNA.

W finansowanym przez UE projekcie REPROGRAMMING przystąpiono do wyjaśniania mechanizmów molekularnych zaangażowanych w demetylację DNA całego genomu w mysiej zygocie bezpośrednio po zapłodnieniu. Choć kinetyka tego procesu podczas rozwoju jest dobrze udokumentowana, wydarzenia wstępne związane z usunięciem śladów metylacji DNA stanowią zagadkę.

W tym celu naukowcy postanowili zbadać przeprogramowanie epigenetyczne, skupiając się na odkrytych niedawno białkach TET (translokacji t 10;11). Białka te usuwają ślady metylacji DNA w lokalizacjach znanych jako wyspy CpG poprzez konwertowanie metylowanej cytozyny (5mC) do postaci hydroksymetylocytozyny (5hmC). Naukowcy są przekonani, że ta ostatnia odgrywa pewną rolę w epigenetycznym przeprogramowaniu w rozwijającym się zarodku myszy.

Wykorzystując obrazowanie fluorescencyjne, naukowcy śledzili in vivo proces znikania tworzenia się 5mC i 5hmC w nowo formujących się zygotach. Obserwacje te nie ujawniły bezpośredniej i natychmiastowej konwersji 5mC do 5hmC, co prawdopodobnie oznacza, że 5hmC i demetylacja DNA to odmienne zdarzenia. Dalsze doświadczenia in vitro potwierdziły te wnioski i dodatkowo pokazały, że aktywacja ścieżek naprawczych DNA w zygocie zależy od pojawienia się 5hmC.

Zastosowanie ciekłej chromatografii w połączeniu ze spektrometrią masową pozwoliło naukowcom dokładnie wykryć spadek w poziomach 5mC w pierwotnych komórkach zarodkowych (PGC). Komórki te ostatecznie przyjmą formę przyszłych gamet zarodka. To potwierdziło implikacje demetylacji DNA jako procesu sprzyjającego generowaniu nowego profilu metylacji DNA zgodnie z funkcją PGC.

Podsumowując, wyniki projektu REPROGRAMMING dostarczyły ważnych informacji na temat mechanizmów decydujących o demetylacji DNA we wczesnym rozwoju i w PGC. Wygenerowana wiedza pozwoli udoskonalić skuteczność manipulowania losem komórki in vitro oraz znaleźć zastosowania w medycynie regeneracyjnej poprzez technologię iPS.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę