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I ricercatori studiano le mutazioni genetiche in spermi per contribuire ad impedire i difetti di nascita

È circa impedire i difetti di nascita.

Il professor farmaceutico Wenfeng ed il suo gruppo di scienze del socio alla South Dakota State University sta studiando i segmenti mobili del DNA, conosciuti come L1s, in spermi con lo scopo per curare le famiglie a rischio delle mutazioni genetiche prima che concepiscano.

“Sappiamo che le inserzioni sporadiche possono causare le malattie genetiche, con emofilia che è gli esempi più noti,„ hanno spiegato. Nel caso di emofilia di L1-induced, l'inserzione interrompe la produzione del fattore di coagulazione. , Che ha effettuato la ricerca su L1s dal 2003, è il primo istituto universitario della farmacia e dello studioso dotato professioni sanitarie alleate, una posizione di ricerca sul cancro che è stata creata nel 2014 con una fiducia stabilita dagli alunni Barry e Sharon Markl di SDSU.

E suo gruppo sta studiando le inserzioni L1 durante la produzione dello sperma con lo scopo a lungo termine di impedire i difetti di nascita curando le persone a rischio, prima del concepimento del bambino. Il progetto parzialmente è supportato da una concessione dall'istituto nazionale della salute dei bambini e dello sviluppo umano.

Inserzioni gestenti L1

, Di cui il laboratorio fa parte del centro per biologia di sistemi di Retrotransposition ha costituito un fondo per dall'istituto nazionale delle scienze mediche generali, descrive la replica dei segmenti L1 come “meccanismo dell'copia-e-inserimento.„ Il resti originale ma di segmento del DNA in primo luogo è trascritto a RNA, una versione semplificata dell'originale e poi è convertito nuovamente dentro DNA prima dell'inserimento da qualche altra parte all'interno del genoma.

Sebbene queste inserzioni contribuiscano normalmente a diversità genetica, possono a volte piombo a disfunzione ed alla malattia, spiegate. Normalmente, le celle di un organismo esercitano il controllo stretto sopra questo trattamento della replica, ma durante determinate fasi inerenti allo sviluppo, questi comandi sono rilassati.

Le inserzioni L1 sono basse in esseri umani normali, circa un'nuova inserzione per 100 - 200 nati vivi, lui hanno notato. Quando le inserzioni L1 sbarcano dentro un gene, possono interrompere involontariamente la sua funzione normale.

Per studiare le mutazioni genetiche in spermi dovuto le inserzioni L1, i ricercatori hanno combinato il loro modello del mouse del transgene L1 con uno dal laboratorio del professor P. Jeremy Wang all'università della Pennsylvania. Il modello del mouse di Wang ha un segmento mutato MOV10L1 e, quindi, una via non funzionale del piRNA, che piombo l'espressione aumentata L1.

In condizioni normali, due inserzioni L1 sono prodotte dal transgene in ogni 10.000 celle dei testicoli del mouse, ma i testicoli adulti del mouse mutante hanno avuti un aumento di quasi 300 volte nelle inserzioni L1, secondo il socio di ricerca postdottorale Simon Newkirk. “Che era abbastanza significativo.„

Le buone notizie sono che i maschi con i numeri alti delle inserzioni L1 sono sterili, secondo. Tuttavia, i maschi che hanno un numero anormale delle inserzioni L1, eppure possono riprodurrsi, sono a rischio del passaggio sulle mutazioni genetiche potenzialmente nocive.

Facendo uso del modello del mutante-mouse, i ricercatori possono anche identificare le droghe che impediscono le inserzioni L1 e determinano la finestra di tempo, prima della concezione, all'interno di cui devono essere amministrate.

Sviluppo d'esame dello spermio

Per capire i meccanismi sul lavoro, i ricercatori hanno esaminato lo sviluppo dello spermio in prole dalla nascita a scadenza sessuale. Non hanno osservato aumento nelle inserzioni L1 al giorno 7 dopo la nascita, seguita da un aumento di 70 volte al giorno 14 in testicoli mutanti del mouse.

“Dalla nascita al giorno 7, lo sperma che produce le fabbriche sta svegliando appena,„ Newkirk ha spiegato. Alla nascita, i testicoli hanno un organismo di circa 90 per cento o i somatociti e cellule germinali di 10 per cento; in un maschio adulto, è l'opposto.

Al giorno 14, la linea di produzione che era stata che aumenta la cellula germinale numera con un trattamento della duplicazione chiamato mitosi già ha passato verso la meiosi, che diminuisce il numero dei cromosomi dalla metà, infine con conseguente sperma che può fertilizzare un uovo. Questa entrata nella meiosi ha coinciso con l'aumento enorme nelle inserzioni L1.

“Poiché la via del piRNA, che gestisce la metilazione del DNA, è tramortita, non pensiamo vedere l'alta metilazione del DNA sia al giorno 7 che giorno 14,„ Newkirk ha detto. Quindi, altri meccanismi di controllo devono essere implicati. I cambiamenti trovati ricercatori nelle modifiche dell'istone sono correlati con l'aumento drammatico nell'espressione del RNA e le inserzioni L1 fra i giorni 7 e 14.

“I livelli multipli di regolamento devono essere sormontati principalmente alla metilazione trascrizionale del DNA del livello e le modifiche dell'istone,„ Newkirk hanno spiegato. Altri regolatori post-trascrizionali devono anche essere sormontati prima che L1s siano attivati. I ricercatori hanno discusso questi fattori in un libro recente “retrotransposoni umani nella salubrità e nella malattia,„ che è modificata da Gael Cristofari dall'università di Nizza.

“il DNA avvolge gli istoni, come una bobina della corda. È un metodo di imballaggio del DNA,„ Newkirk ha spiegato. “In celle meiotic, vediamo che grande salti nelle inserzioni, perché sia la metilazione del DNA che uno dei segni dell'istone è persa.„

Dopo che la fase in età prepuberale, spermi sta producenda continuamente con la meiosi in mouse adulti. I ricercatori hanno mostrato che lo stesso è vero nella fase adulta un aumento nelle inserzioni L1 accade soltanto in celle meiotic. La loro ricerca ha implicazioni importanti sull'impedire le mutazioni di L1-induced in spermi che.

Le droghe di Antiretroviral, come quelle usate per trattare il HIV, funzionano bene ad inibire l'attività L1 nelle colture cellulari, un celebre. Queste droghe impediscono la conversione di RNA in una copia del DNA che può essere inserita nel genoma.

In un esperimento pilota, trattante di topo maschio a rischio con le droghe anti-HIV prima del periodo di transizione critico fra il giorno 7 ed il giorno 14, diminuito il numero delle inserzioni L1 drammaticamente. “Possiamo, fare diminuire teoricamente similmente il numero delle inserzioni in esseri umani,„ Newkirk ha detto.