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Los investigadores investigan mutaciones genéticas en células de esperma para ayudar a prevenir defectos de nacimiento

Está sobre la prevención de defectos de nacimiento.

El profesor farmacéutico Wenfeng y sus personas de las ciencias del socio en la universidad de estado de Dakota del Sur está investigando los segmentos movibles de la DNA, conocidos como L1s, en células de esperma con la meta para tratar a las familias en riesgo de mutaciones genéticas antes de que conciban.

“Sabemos que las inserciones esporádicas pueden causar enfermedades genéticas, con la hemofilia siendo los ejemplos más conocidos,” explicaron. En el caso de hemofilia de L1-induced, la inserción interrumpe la producción del factor de coagulación. , Que ha hecho la investigación sobre L1s desde 2003, es la primera universidad de la farmacia y del escolar dotado aliado de las profesiones médicas, una posición de investigación de cáncer que fue creada en 2014 con una confianza establecida por los alumnos Barry y Sharon Markl de SDSU.

Las y sus personas están investigando las inserciones L1 durante la producción de la esperma con la meta a largo plazo de prevenir defectos de nacimiento tratando a individuos en peligro, antes de concebir a un niño. El proyecto es soportado parcialmente por una concesión del instituto nacional de saludes infantiles y del revelado humano.

Inserciones que controlan L1

, Cuyo es parte laboratorio del centro para la biología de sistemas de Retrotransposition financió por el instituto nacional de ciencias médicas generales, describe la réplica de los segmentos L1 como “mecanismo de la copia-y-pasta.” Los restos originales pero él del segmento de la DNA primero se transcribe al ARN, una versión simplificada de la original, y en seguida se convierte nuevamente dentro de la DNA antes de ser insertada en algún otro lugar dentro del genoma.

Aunque estas inserciones contribuyen normalmente a la diversidad genética, pueden llevar a veces a la disfunción y a la enfermedad, explicadas. Normalmente, las células de un organismo ejercen mando apretado sobre este proceso de la réplica, pero durante ciertos escenarios de desarrollo, estos mandos son relajados.

Las inserciones L1 son inferiores en los seres humanos normales, aproximadamente una nueva inserción por 100 a 200 nacimientos, él observaron. Cuando las inserciones L1 aterrizan dentro de un gen, pueden cerrar inadvertidamente su función normal.

Para investigar mutaciones genéticas en las células de esperma debido a las inserciones L1, los investigadores combinaron su modelo del ratón del transgén L1 con uno del laboratorio de profesor P. Jeremy Wang en la Universidad de Pensilvania. El modelo del ratón de Wang tiene un segmento transformado MOV10L1 y, por lo tanto, un camino no funcional del piRNA, que lleva la expresión creciente L1.

En condiciones normales, dos inserciones L1 se producen del transgén en cada 10.000 células de los testículos del ratón, pero los testículos adultos del ratón del mutante tenían un aumento de casi 300 dobleces en las inserciones L1, según el socio de investigación postdoctoral Simon Newkirk. “Que era bastante importante.”

Las buenas noticias son que los varones con números elevados de las inserciones L1 son estéril, según. Sin embargo, los varones que tienen un número anormal de las inserciones L1, con todo pueden reproducirse, están en riesgo del paso en las mutaciones genéticas potencialmente dañinas.

Usando el modelo del mutante-ratón, los investigadores pueden también determinar las drogas que previenen las inserciones L1 y determinan la ventana del tiempo, antes del concepto, dentro del cual deben ser administradas.

Revelado de examen de la célula de esperma

Para entender los mecanismos en el trabajo, los investigadores examinaron el revelado de la célula de esperma en descendiente del nacimiento a la madurez sexual. No observaron ningún aumento en las inserciones L1 en el día 7 después del nacimiento, seguido por un aumento de 70 dobleces en el día 14 en testículos del ratón del mutante.

“De nacimiento al día 7, la esperma que produce fábricas apenas está despertando,” Newkirk explicó. En el nacimiento, los testículos tienen carrocería del cerca de 90 por ciento o células de las células somáticas y de germen del 10 por ciento; en un varón adulto, es el contrario.

En el día 14, la cadena de producción que había sido que aumenta la célula de germen numera con un proceso de la duplicación llamado mitosis se ha movido ya conectado a la meiosis, que reduce el número de cromosomas por mitad, final dando por resultado la esperma que puede fertilizar un huevo. Este asiento en meiosis coincidió con el aumento enorme en las inserciones L1.

“Porque se elimina el camino del piRNA, que controla la metilación de la DNA, no preveemos ver la alta metilación de la DNA en el día 7 y el día 14,” Newkirk dijo. Así, otros mecanismos de mando deben estar implicados. Los cambios encontrados los investigadores en modificaciones de la histona se correlacionan con el aumento espectacular en la expresión del ARN y las inserciones L1 entre el día 7 y 14.

Los “niveles múltiples de regla tienen que ser vencidos en la metilación transcriptiva de la DNA del nivel predominante y las modificaciones de la histona,” Newkirk explicaron. Otros reguladores poste-transcriptivos deben también ser vencidos antes de que se activen L1s. Los investigadores discutieron estos factores en un libro reciente “retrotransposones humanos en salud y la enfermedad,” que es corregida por Gael Cristofari de la universidad de Niza.

“Abrigos de la DNA alrededor de las histonas, como un carrete de la cuerda. Es un método de empaquetar la DNA,” Newkirk explicó. “En células meiotic, vemos que grande salte en inserciones, porque la metilación de la DNA y una de las marcas de la histona se pierde.”

Después del escenario prepubescent, las células de esperma se están produciendo contínuo con meiosis en ratones adultos. Los investigadores mostraron que lo mismo son verdades en el escenario adulto que un aumento en las inserciones L1 suceso solamente en células meiotic. Su investigación tiene implicaciones importantes en la prevención de mutaciones de L1-induced en células de esperma.

Las drogas de Antiretroviral, tales como ésas usadas para tratar el VIH, trabajan bien en la inhibición de la actividad L1 en los cultivos celulares, un conocido. Estas drogas previenen la conversión del ARN en una copia de la DNA que se pueda insertar en el genoma.

En un experimento experimental, tratando ratones machos en peligro con las drogas anti-VIH antes del período de transición crítico entre el día 7 y el día 14, reducido el número de las inserciones L1 dramáticamente. “Podemos, disminuir teóricamente el número de inserciones semejantemente en seres humanos,” Newkirk dijo.