후성 유전체 편집이 발달 장애를 예방할 수 있습니까?
과학자들은 생쥐의 후성 유전체 편집이라는 새로운 유형의 유전 공학 도구를 사용하여 유전자 돌연변이로 인해 발생하는 발달중인 뇌의 불규칙성을 복원했습니다.
Epigenome 편집은 기본 DNA 코드를 변경하지 않고 유전자의 발현 또는 판독을 변경하는 방법입니다.
메릴랜드 주 볼티모어에있는 Johns Hopkins University의 팀이 네이처 커뮤니케이션 단백질 C11orf46에 초점을 맞춘 연구.
이 연구의 교신 저자 중 한 명은 존스 홉킨스 의과 대학 정신과 및 행동 과학 부교수 인 카미야 아츠시 박사입니다.
인간의 경우 DNA 부분의 돌연변이 C11orf46 유전자는 지적 장애를 유발하고 신체의 많은 시스템을 손상시킬 수있는 유전 적 상태 인 WAGR 증후군을 유발할 수 있습니다.
연구원들은 C11orf46이 뇌의 오른쪽과 왼쪽을 연결하는 복잡한 신경 섬유 다발 인 뇌량의 발달을 지시한다는 것을 발견했습니다.
뇌량이 올바르게 형성되지 않으면 자폐증과 같은 뇌 발달 장애와 WAGR 증후군에서 발생할 수있는 지적 장애 유형이 발생할 수 있습니다.
유전자 침묵
WAGR 증후군의 또 다른 이름은 염색체 11p13 결실 증후군입니다. 그 원인이되는 돌연변이는 염색체 11의 특정 영역에있는 DNA 결실을 포함하기 때문입니다. C11orf46 유전자는이 영역에 있습니다.
C11orf46 단백질 누락의 효과를 연구하기 위해 연구진은 마우스에서 코딩 유전자를 침묵시켰다.
그러나 유전자를 직접 삭제하는 대신 후성 유전체 편집 도구를 사용하여 발현을 줄였습니다.
이 도구를 사용하여 과학자들은 DNA 코드 자체가 아닌 DNA의 염색질 포장을 변경할 수 있습니다.
이러한 변경으로 인해 세포의 DNA 판독기가 단백질의 DNA 코드를 읽기가 더 어려워 져서 세포가 더 적게 생성합니다.
연구팀은 C11orf46 단백질을 적게 만든 쥐가 뇌에서 뇌량을 올바르게 발달시키지 못한다는 사실을 발견했습니다. 뇌 손상은 WAGR 증후군에서 발생하는 것과 유사합니다.
에피 게놈 편집 복원 축삭 번들링
연구자들이 자세히 살펴보면 C11orf46 단백질을 적게 생산하는 마우스가 Semaphorin 6A라는 또 다른 단백질을 만드는 유전자에서 더 높은 발현을 보이는 것을 발견했습니다.
세마포 린 6A는 발달중인 뇌에서 신경 축삭의 성장 방향을 안내하는 데 중요한 역할을합니다.
관련 유전자의 발현을 변경 한 후성 유전체 편집을 통해 SEMA6A연구진은 쥐에서 세마포 린 6A를 줄이고 정상 쥐와 유사한 뉴런 축삭의 번들링을 복원 할 수있었습니다.
“RNA 유도 후성 유전 학적 편집 Sema6a C11orf46 결합을 갖는 dCas9-SunTag 시스템을 통한 유전자 프로모터는 SEMA6A 발현을 정규화하고 SETDB1 리프레 서 복합체에 의한 억제 성 염색질 리모델링을 통해 경혈 질 연결 장애를 구출했습니다.”라고 저자는 썼습니다.
연구원들은이 연구가 염색질의 정확한 후 성적 편집이 우뇌와 좌뇌 사이의 연결의 초기 발달을 어떻게 변화시킬 수 있는지를 보여줍니다.
이 연구는 초기 단계이지만, 이러한 발견은 우리가 뇌의 신경 연결을 재구성하는 데 도움이 될 수있는 미래의 후성 유전체 편집 요법을 개발할 수 있고 아마도 뇌의 발달 장애가 발생하는 것을 방지 할 수 있음을 시사합니다.”
카미야 아츠시 박사
