Созданы искусственные Hox-гены
Американские ученые из Нью-Йоркского университета создали искусственные Hox-гены, которые определяют рост и дифференцировку клеток. Это поможет в дальнейшем изучении развития организмов и прогрессирования заболеваний. Исследование опубликовано в журнале Science.
Hox-гены — одни из ключевых генов в организме животных. Именно они определяют процессы дифференцировки клеток для образования тканей и органов. Благодаря функционированию Hox-генов органы и анатомические структуры развиваются в нужном месте. Если в этих генах происходит мутация или случается иная ошибка, то клетки «теряются», в результате чего может появиться рак, дефекты при рождении, это может привести даже к выкидышу. Несмотря на важность Hox-генов, они трудно поддаются изучению. Эти гены расположены в кластере, то есть вокруг них нет никаких других генов. В отличие от иных генов, которые часто имеют копии в геноме, кластеры Hox-генов всегда находятся в клетке в единственном числе. Современные технологии редактирования генома не позволяют в полной мере изучать эти кластеры, так как можно легко повредить составляющие его гены.
Американские исследователи решили получить Hox-гены искусственно, чтобы облегчить процесс их изучения. Ученые синтезировали длинные последовательности ДНК, скопировав Hox-гены крыс. Затем их внесли в плюрипотентные стволовые клетки мышей. Ученые использовали разные виды животных, чтобы можно было отличать искусственные гены крыс от «родных» генов мышей. Далее исследователи попытались понять, каким образом Hox-гены «обучают» клетки. У млекопитающих есть множество регуляторных генов, которые активируют Hox-гены из кластера. При этом не было понятно, достаточно ли только кластера для функционирования этих генов, или обязательно присутствие дополнительных регуляторных компонентов. Как оказалось, эти компактные кластеры Hox-генов справляются и в одиночку.
Создание искусственных Hox-генов поможет в дальнейшем изучении развития животных. Эта система может быть использована и для исследования генетических заболеваний.
«Как говорил доктор Ричард Фейнман, если мы не можем что-то воссоздать, то мы не понимаем это явление. Сейчас мы сделали гигантский шаг навстречу пониманию работы Hox-генов», — подвел итог Джеф Боке, директор Института системной генетики Нью-Йоркского университета, профессор биохимии и молекулярной фармакологии.