«Все это динамическое изменение между людьми и в людях действительно очень удивительно», говорит Член-учредитель Уайтхеда Рудольф Джэениш, который является также преподавателем биологии в MIT. «Мы еще не понимаем значения этого. Это функционально важно, и это размышляет, особенно в мозгу, истории нейронов – состояния деятельности, например?
Это все интересные возможности».Methylation – приложение молекул, известных как группы метила, к ДНК – является эпигенетическим явлением, которое затрагивает экспрессию гена.
Обычно гены methylated выключены, в то время как unmethylated гены активны и готовы к транскрипции. Хотя достижения в упорядочивании технологии привели к информативным картам methylation во множестве тканей, такие подходы только захватывают статические «снимки» methylation и неспособны показать динамику methylation в режиме реального времени в тканях и отдельных клетках.Из-за этого ограничения исследователи теоретизировали, что унаследованный methylation, также называемый родительским печатанием, в основном остается стабильным в течение развития, кроме в течение двух важных этапов развития: после оплодотворения и во время создания спермы и яйцеклеток.
Измененный ген, отпечатывающий в других случаях, был связан с расстройствами развития и раком.Чтобы исследовать активный methylation в отдельных клетках, лаборатория Jaenisch, постдокторский исследователь Джонатан Стелзер разработал систему репортера, которая отслеживает геномный methylation в режиме реального времени. Когда целевой ген – unmethylated, репортер также unmethylated, вызывая выражение пылающего белка, который освещает клетку.
Когда цель – methylated, так также репортер. Пылающий белок тогда не высказан, оставляя клетку темной. Как изменения methylation целевого гена, репортер – также.В последнем исследовании, описанном онлайн на этой неделе в журнале Cell Reports, Стелзер использовал систему репортера у мышей, чтобы обнаружить, что отпечатанный methylation в развитии и взрослых тканях активно регулируется, а не просто сохраняется стабильным способом.
«Что мы видим с репортером во взрослых тканях, очень удивительно и намного более сложен, чем мы думали», говорит Стелзер, который является соавтором бумаги Отчетов о Клетке. «Регулирование отпечатанного methylation приводит к этим очень последовательным образцам в различных тканях и даже способом иждивенца типа клетки. В случае нервных клеток это означает, что отпечатанный methylation динамично формирует взрослый мозг со временем и мог играть роль в старении. Поскольку это печатание затрагивает сотни генов, которые не кодируют, включая microRNAs и не кодируют РНК, это – очень интересный механизм точной настройки для дозировки экспрессии гена в мозгу и в другом месте в теле».Хотя Стелзер отмечает, что результаты его последнего исследования действительно захватывающие, они – только начало.
«Наша работа – первое наблюдение за этими изменениями», говорит он. «Теперь мы должны понять их функциональные последствия и механизм, который регулирует эти изменения в methylation».