Ein team von Biologen hat entdeckt, wie Zellen sich voneinander während der Embryogenese, ein Befund, bietet neue Einblicke in die genetische Aktivität und der Implikationen für ein besseres Verständnis der Ausbruch der Krankheit und Geburtsfehler.
“Die Wissenschaftler haben seit vielen Jahren bekannt, dass die Veränderung, welche Gene eingeschaltet sind, in eine bestimmte Zelle kann dazu führen, Geburtsschäden und Krebs”, erklärt Stephan Kleine, professor an der New York University, Fachbereich Biologie und der senior-Autor des Papiers, das erscheint in der Zeitschrift Molecular Cell. “Aber die Feinheiten dieser Aktivierung war nicht klar. Unsere Ergebnisse zeigen, wie der Prozess orchestriert wird, während ein embryo eine Entwicklung.”
Insbesondere die bisherige Forschung identifiziert hatte Promotoren-oder “on/off” – Schalter” — für Tausende von Genen. Jedoch, diese Studien hatten nicht abgegrenzt, wie diese Promotoren aktiviert sind, verlassen unklar, grundlegende Aspekte, wie die Zellen sich voneinander während der Embryogenese.
Die “Molecular Cell” – Studie konzentrierten sich auf ein gen namens hunchback (hb), die die Zellen im Kopfbereich der fliege embryo, die anderen aus den Zellen in den Bauchraum.
Die NYU Biologen aufgedeckt hb DNA-Sequenz-code in einer region namens “hb-promoter” oder genetischen “on/off-Schalter.”
“Wenn der hb-promoter-Schalter ausgeschaltet ist, wird die hb-gen ist stumm und wird nicht ausgedrückt”, erklärt Klein. “Jedoch, wenn es eingeschaltet ist, wird das gen produziert einen RNA-Kopie von sich selbst, die erforderlich ist für die Angabe der Leiter der Entwicklung.”
Speziell in den embryo, der hb-promoter-Schalter eingeschaltet ist, indem Sie ein protein namens Bicoid, welches an eine andere DNA-Sequenz, die als “enhancer”, die sich sehr weit von der hb-promoter. Nach dem binden an den enhancer, Proteine Bicoid physisch berühren die hb-promoter und anschließend klappen Sie den Veranstalter einschalten.
Klein und seine Kollegen nutzten eine Besonderheit des hb-Gens zu helfen, beleuchten diesen Prozess: das gen besitzt zwei Promotoren, einen aktiven, dass die Antwort auf Bicoid und einen inaktiven Zustand, der nicht.
“Durch die präzise swapping-Sequenzen zwischen den inaktiven und aktiven Promotoren, entdeckten wir, dass die active-promoter enthält zwei kurze Sequenzen, die erforderlich sind für die Reaktion auf die Bicoid”, betont Klein. “Wenn wir mutierten diese Sequenzen, die aktive Projektträger, die effizient ausgeschaltet, und wenn wir eingesteckt in den inaktiven Promotor, es war effizient eingeschaltet.”
“Der Körper der komplexen Tieren enthalten viele Arten von Zellen, und jede Zelle Typ ist einzigartig, denn es stellt sich auf ein spezifisches set von Genen”, fügt er hinzu. “Dieses Papier beschreibt, wie man von der ersten Zelle-spezifische Gene aktiviert, die in einer bestimmten region des frühen Embryos.”
