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Las regiones específicas de ayuda impuesta silencio de la DNA definen la identidad de la célula, el estudio sugiere

Los mecanismos fundamentales que regulan cómo las células forman una identidad tal como convertirse en una célula muscular o una célula nerviosa no se entienden completo. Las enfermedades múltiples, incluyendo cáncer, se han conectado a las células que iban abajo del camino de desarrollo incorrecto durante la maduración. Un nuevo estudio de la Facultad de Medicina de Perelman en la Universidad de Pensilvania sugiere que la capacidad de una célula madre de distinguir en el músculo cardiaco (y por la extensión otros tipos de la célula) dependa de qué porciones del genoma están disponibles para la activación, que es controlada por la situación de la DNA en un núcleo de célula.

“La base de este estudio está entendiendo la capacidad de una célula de responder a las señales de entrada moleculares para convertirse en correctamente un tipo de la célula u otro,” dijo al autor mayor, Rajan Jain, Doctor en Medicina, profesor adjunto del remedio cardiovascular. “Quisimos saber se logra eso, gradual, porque las células madres, capaces de hacer cualquier célula pulsan hacia adentro la carrocería, damos lugar a las células musculares cardiacas.” Autor Jonatán Jain y co-mayor A. Epstein, Doctor en Medicina, el vice decano ejecutivo y principal oficial científico en el remedio de Penn, publicó sus conclusión esta semana en célula. El estudio también sugiere que eso que sabe controlar cómo una célula distingue rápidamente mientras que se madura tiene implicaciones importantes para el remedio regenerador. Algunas regiones del genoma son inasequibles ser expresadas porque se empaquetan apretado contra la membrana interna del núcleo de célula (la lámina). Éstos secuestrados y las regiones impuestas silencio de DNA se llaman Lamin los dominios asociados los chavales, o. El estudio de la célula sugiere que las regiones específicas de DNA impuesta silencio en la ayuda de la periferia definan la identidad de una célula. Por ejemplo, si los genes de la célula nerviosa se esperan silenciosos pues los chavales ellos no pueden ser expresados, así que la célula no se convierte en una neurona. Sin embargo, si los genes de la célula del corazón están liberados y disponibles para ser expresado, como suceso durante el revelado del corazón, después esas células está el músculo cardiaco. Los biólogos de célula han sabido durante muchos años que un poco de DNA está encontrada cerca de la membrana nuclear interna, pero la función de esta localización ha sido no entendible. “Nuestro trabajo sugiere que una célula defina su identidad salvando de distancia en un armario inaccesible los genes y los programas críticos necesarios para que se madure en otro tipo de la célula,” a Jain dijo. “Es decir una célula está “quién” es porque ha impuesto silencio “quién” no es.” Las personas de Penn encontraron que una enzima epigenética llamó la DNA de las correas del deacetylase de la histona (Hdac3) a la periferia nuclear. “Pedimos: Hace este mando choreographed de la disponibilidad de la DNA contribuyen a una célula que hace cierto tipo?” Jain dijo. Cuando quitaron Hdac3 en células madres durante la diferenciación de célula del corazón, él las regiones untethered de DNA que contienen genes corazón-específicos, permitiendo que esos genes sean activados, que llevaron a la diferenciación precoz, demasiado-rápida.

“Las implicaciones de este estudio son de gran envergadura,” Epstein dijo. “La capacidad de controlar cómo una célula distingue rápidamente para hacer el tejido cardiaco u otros tipos de la célula tiene implicaciones importantes para el remedio regenerador.” Además, en muchas enfermedades, incluyendo cáncer, las células expresan los genes que no normalmente, que cambia su identidad.

El estudio también dirige un concepto clásico en la célula madre y la biología de desarrollo llamadas “capacidad” - la capacidad de una célula de responder a su ambiente de maneras específicas. Por ejemplo, algunas células del pulmón responden al humo del cigarrillo para llegar a ser cacerígenas, mientras que no lo hacen otras. Los investigadores conjeturan que esta diferencia podría deber a la disponibilidad de las regiones del genoma responder a las substancias químicas asociadas a humo del cigarrillo, o porque la indisponibilidad de esos mismos genes en células de no-respuesta se pone el seguro de distancia en dominios impuestos silencio en la periferia nuclear.

Jain, Epstein, y otros están trabajando para determinar si los cambios en dominios del genoma en la periferia nuclear, o las correas moleculares que los guardan allí, son responsables de susceptibilidad del cáncer. Esta aproximación se podía también aplicar a otras enfermedades, tales como varias formas de la distrofia muscular, del paro cardíaco, y del envejecimiento prematuro debido a las anormalidades heredadas, genéticas de la lámina. “Apuntamos determinar si estas mutaciones llevan a atar anormal de la DNA y de los cambios en la expresión génica y la enfermedad.”

En el futuro, los investigadores proyectan manipular la organización espacial de la DNA para engatusar las células para adoptar una diversa identidad y para preguntar qué papel que puede jugar en enfermedades humanas conectó a una baja de la identidad celular, incluyendo la diabetes, la enfermedad de Alzheimer, formas del paro cardíaco, y cáncer. El grupo también está desplegando su trabajo para estudiar a pacientes con mutaciones en componentes de su lámina nuclear.