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As regiões específicas de ajuda silenciada do ADN definem a identidade da pilha, o estudo sugere

Os mecanismos fundamentais que governam como as pilhas formam uma identidade tal como se transformar uma pilha de músculo ou uma pilha de nervo não são compreendidos inteiramente. As doenças múltiplas, incluindo o cancro, foram ligadas às pilhas que vão abaixo do trajecto desenvolvente errado durante a maturação. Um estudo novo da Faculdade de Medicina de Perelman na Universidade da Pensilvânia sugere que a capacidade de uma célula estaminal para se diferenciar no músculo cardíaco (e pela extensão outros tipos da pilha) dependa de que parcelas do genoma estão disponíveis para a activação, que é controlada pelo lugar do ADN em um núcleo de pilha.

“A base deste estudo está compreendendo a capacidade de uma pilha para responder às sugestões moleculars para transformar-se correctamente tipo de uma célula ou outros,” disse o autor superior, Rajan Jain, DM, um professor adjunto da medicina cardiovascular. “Nós quisemos saber aquele é conseguido, passo a passo, porque as células estaminais, capazes de se transformar toda a pilha dactilografam dentro o corpo, causamos pilhas de músculo cardíaco.” Autor Jonathan Jain e co-superior A. Epstein, DM, decano vice executivo e oficial científico principal na medicina de Penn, publicou seus resultados esta semana na pilha. O estudo igualmente sugere que isso que sabe controlar como rapidamente uma pilha se diferencia enquanto se amadurece tem implicações importantes para a medicina regenerativa. Algumas regiões do genoma são não disponíveis ser expressadas porque são empacotadas firmemente contra a membrana interna do núcleo de pilha (o lamina). Estes confiscados e as regiões silenciadas de ADN são chamados Lamin domínios associados rapazes, ou. O estudo da pilha sugere que as regiões específicas de ADN silenciado na ajuda da periferia definam a identidade de uma pilha. Por exemplo, se os genes da pilha de nervo são guardarados silenciosos porque os rapazes eles não podem ser expressados, assim que a pilha não se transforma um neurônio. Contudo, se os genes da pilha do coração estão liberados e disponíveis para ser expressado, como acontece durante a revelação do coração, a seguir as aquelas pilhas torna-se o músculo cardíaco. Os biólogos de pilha souberam por muitos anos que algum ADN está encontrado perto da membrana nuclear interna, mas a função desta localização foi obscura. “Nosso trabalho sugere que uma pilha defina sua identidade armazenando afastado em um armário inacessível os genes e os programas críticos necessários para que se amadureça em um outro tipo da pilha,” Jain disse. “Ou seja uma pilha é “quem” é porque silenciou “quem” não é.” A equipe de Penn encontrou que uma enzima epigenética chamou o ADN dos baraços do deacetylase do histone (Hdac3) à periferia nuclear. “Nós pedimos: Faz este controle choreographed da disponibilidade do ADN contribuem a uma pilha que transforma-se algum tipo?” Jain disse. Quando removeram Hdac3 nas células estaminais durante a diferenciação de pilha do coração, ele as regiões untethered de ADN que contêm genes coração-específicos, permitindo que aqueles genes sejam activados, que conduziram à diferenciação precoce, demasiado-rápida.

“As implicações deste estudo são de grande envergadura,” Epstein disse. “A capacidade para controlar como rapidamente uma pilha se diferencia para fazer o tecido cardíaco ou os outros tipos da pilha tem implicações importantes para a medicina regenerativa.” Além, em muitas doenças, incluindo o cancro, as pilhas expressam os genes que não normalmente, que muda sua identidade.

O estudo igualmente endereça um conceito clássico na célula estaminal e na biologia desenvolvente chamadas a “competência” - a capacidade de uma pilha para responder a seu ambiente em maneiras específicas. Por exemplo, algumas pilhas do pulmão respondem ao fumo do cigarro para tornar-se cancerígenos, quando outro não fizerem. A conjectura dos investigador que esta diferença poderia ser devido à disponibilidade das regiões do genoma responder aos produtos químicos associou com o fumo do cigarro, ou porque a indisponibilidade daqueles mesmos genes em pilhas deresposta é fechado afastado em domínios silenciados na periferia nuclear.

Jain, Epstein, e outro estão trabalhando para determinar se as mudanças em domínios do genoma na periferia nuclear, ou os baraços moleculars que os mantêm lá, são responsáveis para a susceptibilidade do cancro. Esta aproximação podia igualmente ser aplicada a outras doenças, tais como diversos formulários da distrofia muscular, da parada cardíaca, e do envelhecimento prematuro devido às anomalias herdadas, genéticas do lamina. “Nós apontamos determinar se estas mutações conduzem a tethering anormal do ADN e das mudanças na expressão genética e na doença.”

No futuro, os pesquisadores planeiam manipular a organização espacial do ADN para persuadir pilhas para adotar uma identidade diferente e para perguntar que papel que pode jogar em doenças humanas ligou a uma perda de identidade celular, incluindo o diabetes, a doença de Alzheimer, os formulários da parada cardíaca, e o cancro. O grupo igualmente está expandindo seu trabalho para estudar pacientes com mutações nos componentes de seu lamina nuclear.