Новости генетики

     Новый метод отслеживает развитие двух генетических заболеваний человека путем индуцирования развития плюрипотентных стволовых клеток к функциональным нейронам. Исследователи из Университета Коннектикут (University of Connecticut) использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS) для изучения развития и патогенетических механизмов двух родственных между собой человеческих заболеваний. Используя этот новый метод исследователи значительно расширили понимание развития синдромов Енгелмана (Angelman syndrome (AS)) и Прейдера-Вили (Prader-Willi syndrome (PWS)).

      Оба заболевания являются нейродегенеративными нарушениями с четкими фенотипическими признаками человека. Они возникают из метилирования импритних центров (ICs) в самой аллели, и это селективное импритирование материнской и отцовской аллелей играет важную роль в развитии заболеваний. Исследователи пытались в лабораторных условиях использовать iPS клетки для прослеживания развития этих синдромов в их соответствующих нейронных фенотипах для лучшего понимания механизма и развития заболеваний. Исследовательская группа из Университета штата Коннектикут установила что родительская UBE3A подавлена в функционировании в ASнейронов, но не в AS iPS клетках (I) из которых были выведены нейроны.

      «Действительно классным в нашей iPS модели является то, что у нас  весь процесс воссоздан на тарелочке (т.е. в чашке Петри)» рассказывает первый автор и ассистент профессора генетики и биологии развития в Центре Здоровья UConn (UConn Health Center) Сторми Чемберлейн. «Так что мы можем переходить от стволовых клеток к нейронам, мы можем задать вопрос, а как именно это происходит, и настолько ли прекрасно работает iPS-клеточная модель?"

      Чамберлен и ее коллега, Марк Лаланд (Marc Lalande), профессор генетики и биологии развития в Центре Здоровья UConn изучали AS и PWS на моделях мышей, но стремятся провести количественное метилирования на человеческих клетках. «Есть очень мало генетиков  которые приступали к изучению iPS клеток, как модели» рассказывает Чамберлен «но мы можем многое узнать о генетических нарушениях у человека используя iPS клетки». Чамберлен пытается понять как нейроно-специфически регулируется бессодержательная транскрипция, это важно для того, чтобы пролить свет как этот ген ассоциируется с AS и какое это имеет влияние на мозг. Ген, названный UBE3A, кодирует убиквитин-протеин лигазы, связанная с деградацией протеинов. Потеря функций материнской унаследованной аллели UBE3A приводит к AS, и Чемберлейн нужен метод для количественной оценки, как убиквитин-лигаза регулируется импринтингом.

      Предыдущие исследования указывают на то, что метилирование может привести к уничтожению перепрограммированных iPS клеток, но Чамберлейн и Леланд создали iPS клетки, генерирующие функциональные AS нейроны, которые ведут IC модель. Поскольку исследователи обладают методом для выращивания AS нейронов, команда использовала количественный метил-специфический ПЦР (PCR) анализ для идентификации особенностей наследования и поведения UBE3A. Их исследования указывают, что потеря функциональных аллелей может быть очень легко идентифицирована в функциональных нейронах живых организмов, которые могут помочь разработать новые диагностические или терапевтические методы для больных AS и PWS.

      «Количественный метелированный анализ может помочь диагностике, поскольку это еще проще и надежнее чем диагностика с помощью бисульфатного метилированного метода» рассказывает Чемберлен. В конечном счете, я думаю, что эти анализы будут отлично подходить для определения других нарушений импринтинга, которые обычно имеют историю метилирования по типу «все-или-ничего» с доступным положительным или отрицательным контролем ».
 

Статья "Induced pluripotent stem cell models of the genomic imprinting disorders Angelman and Prader-Willi syndromes," была опубликована 12 октября 2010года в журнале PNAS.