Nuova tecnologia di uso degli scienziati per creare la mappa di espressione genica di sviluppo delle cellule dell'orecchio interno

Facendo uso di una nuova tecnologia sensibile chiamata RNA-seguente unicellulare sulle celle dai mouse, gli scienziati hanno creato la prima mappa ad alta definizione di espressione genica dell'orecchio interno del mouse neonato. I risultati forniscono la nuova comprensione in come le celle epiteliali nell'orecchio interno si sviluppano e si differenziano nelle celle specializzate che serviscono le funzioni critiche per bilanciamento d'udito e di mantenimento. Capendo come il modulo importante di queste cellule può fornire le fondamenta per lo sviluppo potenziale alle delle terapie basate a cella per il trattamento dei disordini del bilanciamento e di perdita dell'udito. La ricerca è stata condotta dagli scienziati all'istituto nazionale sulla sordità e ad altri disordini di comunicazione (NIDCD), parte degli istituti della sanità nazionali.

In uno studio del tambuccio piombo dagli scienziati NIDCD-di supporto alla scuola di medicina dell'università del Maryland e dagli scienziati alla scuola di medicina di Sackler all'università di Tel Aviv, i ricercatori hanno usato una simile tecnica per identificare una famiglia delle proteine critiche per lo sviluppo delle celle dell'orecchio interno. Entrambi gli studi sono stati pubblicati online il 15 ottobre nelle comunicazioni della natura del giornale.

“La perdita dell'udito relativa all'età si presenta gradualmente nella maggior parte di noi mentre ci sviluppiamo più vecchi. È uno dei termini più comuni fra gli adulti più anziani, pregiudicando metà della gente sopra l'età 75,„ ha detto la batteria di James F., Jr., M.D., Ph.D., Direttore del NIDCD. “Questi nuovi risultati possono piombo ai nuovi trattamenti a ricupero per questa emissione di salute pubblica critica.„

Le celle epiteliali sensoriali specializzate nell'orecchio interno comprendono le cellule ciliate e le celle supportanti, che forniscono alle cellule ciliate supporto strutturale e funzionale cruciale. Cellule ciliate e celle supportanti situate nella coclea--la struttura a forma di lumaca nell'orecchio interno--lavori insieme per individuare il suono, così permettendoci di sentire. Al contrario, le cellule ciliate e le celle supportanti nel utricle, di un sacchetto ripieno di fluida vicino alla coclea, svolgono un ruolo critico nell'aiuto noi mantengono il nostro bilanciamento. Queste celle individuano come muoviamo le nostre teste e come le nostre teste sono posizionate; questi informazioni dicono il nostro cervello, per esempio, se stiamo stando o riposando. Il utricle è uno di parecchi strutture ed organi nell'organismo che forniscono il nostro senso di bilanciamento; insieme, comprendono il sistema vestibolare.

Le cellule ciliate e le celle supportanti possono essere danneggiate dai farmaci, infezioni o malattia, ferita, o invecchiare, piombo ai problemi del bilanciamento e di perdita dell'udito. In esseri umani, queste celle non possono ripararsi naturalmente, in modo dagli efficaci trattamenti sono limitati.

Inoltre, ci sono soltanto alcuni migliaia di queste celle sensoriali; sono pieghettate in profondità in un canale ossuto, rendente li difficili studiare.

Per guadagnare una migliore comprensione dello sviluppo delle cellule dell'orecchio interno, Matthew Kelley, il Ph.D., il capo della sezione sulla neuroscienza inerente allo sviluppo al NIDCD ed il suo gruppo di ricerca hanno usato RNA-seguente unicellulare, una nuova tecnologia che può estrarre i dati completi di attività di gene da appena una cella. Altri metodi per ottenere questo tipo di dati richiedono tipicamente migliaia di celle. Conoscere quali geni sono attivi può dire gli scienziati molto circa le diverse caratteristiche e la funzione delle cellule.

Il gruppo di Kelley ha analizzato 301 cella--alcune cellule ciliate ed alcune celle supportanti--catturato dalla coclea e dal utricle dei mouse neonati. Confrontando i profili di attività di gene delle cellule, i ricercatori hanno trovato i reticoli unici in cellule ciliate e celle supportanti. Egualmente hanno scoperto la prova per i sottogruppi di celle all'interno di ciascuna di queste classi. Mentre piccolo è conosciuto circa questi sottogruppi, i ricercatori speculano che i reticoli distinti di attività di gene delle cellule possono riflettere le funzioni specializzate.

I dati egualmente hanno permesso che gli scienziati identificassero i reticoli inerenti allo sviluppo distinti di attività di gene. Le celle nella parte vestibolare dell'orecchio interno si sviluppano alle tariffe in qualche modo differenti, in modo da ogni cella era ad un punto leggermente differente nella sua scadenza quando i ricercatori lo hanno esaminato. Analizzando i profili di attività di gene delle cellule, gli scienziati potevano identificare i geni che sono attivi in ogni fase dello sviluppo, portare alla luce le bugne importanti circa come le cellule ciliate specializzate sono formate.

“Facendo uso di questa tecnica di delineamento unicellulare fornisce una nuova opzione per identificare l'attività genetica delle celle, specialmente nei sistemi con i numeri limitati delle celle, come l'orecchio interno,„ ha detto Kelley, autore senior dello studio. “Identificare le mappe di espressione genica per lo sviluppo delle celle dell'orecchio interno è essenziale a capire come si formano e può aiutarci a creare i modi rigenerare queste celle.„

Nel secondo studio, i ricercatori egualmente hanno approfittato della tecnologia RNA-seguente. I ricercatori hanno usato un approccio di calcolo-sperimentale per cercare le regioni regolarici comuni nei geni espressi nelle cellule ciliate. Gli scienziati hanno trovato che un gruppo di regolatori del gene ha chiamato le guide di Regulatory Factor (RFX) Xs per guidare i geni che sono preferenziale attivi in cellule ciliate.

I ricercatori egualmente hanno indicato che i geni di RFX hanno un ruolo essenziale nell'audizione. I mouse che mancano di due proteine di RFX hanno cominciato a perdere le loro cellule ciliate e la loro audizione circa due settimane dopo la nascita. Dopo tre mesi, questi mouse erano completamente sordi. I ricercatori hanno concluso che i regolatori del gene di RFX, mentre non cruciali presto nello sviluppo delle cellule ciliate, sono necessari per la maturazione e la sopravvivenza a lungo termine delle cellule.

Source:

NIH/National Institute on Deafness and Other Communication Disorders