Mausmodell zeigt: Gehirnentwicklung Guided By Junk DNA

Einmal entlassen als Junk spielt eine wichtige Rolle in der Entwicklung des Gehirns und könnte in mehreren verheerenden neurologischen Erkrankungen einbezogen werden spezifische DNA , UC San Francisco haben Wissenschaftler herausgefunden .

Ihre Entdeckung bei Mäusen ist wahrscheinlich ein weiterer Beitrag für eine aktuelle Gerangel von Forschern auf Rollen für lange vernachlässigten Bits von DNA in das Erbgut von Mäusen und Menschen gleichermaßen zu identifizieren.

Während die Forscher damit beschäftigt, die Erforschung der Rolle von Proteinen, die von den in verschiedenen Genomprojekten identifiziert Gene kodiert , die meisten DNA nicht in den Genen . Diese so genannte Junk- DNA weitgehend verdrängt worden und im Zuge der genomischen Gen Entdeckungen vernachlässigt , sagte der UCSF Wissenschaftler .

In ihrer eigenen Forschung , die UCSF -Team Studien Moleküle, so genannte lange nichtkodierende RNA ( lncRNA , die oft als "link" RNA ausgesprochen) , die von DNA-Matrizen in der gleichen Weise wie RNA, die aus Genen bestehen.

" Die Funktion dieser geheimnisvollen RNA-Moleküle im Gehirn ist nur der Anfang , entdeckt zu werden ", sagte Daniel Lim , MD, PhD , Assistant Professor für Neurochirurgie , ein Mitglied der Eli und Edythe Broad Center of Regeneration Medizin und Stammzellforschung an UCSF und leitende Autor der Studie , online veröffentlicht in der Zeitschrift Cell Stem Cell .

Alexander Ramos , ein Student in der MD / PhD -Programm an der UCSF und Erstautor der Studie teil , führten umfangreiche Computeranalyse zur Sippenhaft zu etablieren , die Verknüpfung lncRNAs innerhalb von Zellen zur Aktivierung von Genen.

Ramos sich insbesondere mit Mustern mit bestimmten Entwicklungswegen oder mit dem Fortschreiten von bestimmten Erkrankungen. Er fand einen Zusammenhang zwischen einer Reihe von nicht-kodierenden RNAs 88 lange und Huntington -Krankheit , Eine tödliche neurodegenerative Erkrankung . Er fand auch schwächere Zusammenhänge zwischen bestimmten Gruppen von nicht-kodierenden RNAs und lang Alzheimer-Krankheit , Krampfanfälle , depressiven Patienten und verschiedene Krebsarten .

" Alex war das Teammitglied , die diese neue Forschungsrichtungentwickelt , haben die meisten Experimente und angeschlossenen Ergebnisse , die laufenden Arbeiten des Labors ", sagte Lim . Ein National Institutes of Health (NIH) Direktion New Innovator Award , einem wettbewerbsfähigen Preis für innovative Projekte, die das Potenzial für eine ungewöhnlich hohe Wirkung haben - Die Studie wurde vor allem durch Lim Stipendium finanziert.

LncRNA gegen Messenger -RNA

Anders als Boten-RNA , die aus der DNA in den Genen transkribiert wird, und führt die Produktion von Proteinen , haben lncRNA Moleküle nicht tragen die Bauanleitung für Proteine ​​. Aufgrund dieser Tatsache , so lange gedacht wurden, um das Schicksal oder Aktionen einer Zelle nicht beeinflussen.

Dennoch lncRNAs auch von DNA in der gleichen Weise wie Messenger-RNA transkribiert wird, und sie auch aus einzigartigen Sequenzen von Nukleinsäurebausteine ​​.

Es gibt Hinweise darauf , dass lncRNAs können Strukturproteine ​​zu den DNA enthaltenden Chromosomen anzubinden , und in so indirekt tut beeinflussen Genaktivierung und zellulären Physiologie ohne Änderung des genetischen Codes. In anderen Worten, innerhalb der Zelle wirken lncRNA molecules " epigenetically " - über Gene - nicht durch Veränderungen in der DNA .

Die Gehirnzellen, konzentrierten sich die Wissenschaftler am meisten Anlass zu verschiedenen Zelltypen des zentralen Nervensystems. Sie werden in einem Bereich des Gehirns, dem Subventrikularzone , die direkt über der Striatum . Dies ist der Teil des Gehirns, wo Neuronen in der Huntington-Krankheit , ein Zustand, von einem einzigen genetischen Defekt ausgelöste zerstört.

Ramos kombiniert mehrere fortschrittliche Techniken zur Sequenzierung und Analyse von DNA und RNA zu identifizieren , in denen bestimmte chemische Veränderungen in den Chromosomen vorkommen , und lncRNAs auf bestimmte Zelltypen innerhalb des zentralen Nervensystems zu identifizieren. Die Untersuchung zeigte rund 2.000 solcher Moleküle , die zuvor nicht beschrieben worden war , aus über 9000 gedacht, um bei Säugetieren , die von Mäusen auf den Menschen gibt.

Tatsächlich erzeugt die Forscher viel zu viele Daten auf eigene Faust erkunden . Die UCSF Wissenschaftler erstellten eine Website, über die die Daten können von anderen, die die Rolle der lncRNAs in Entwicklung und Krankheit studieren wollen genutzt werden.

"Es gibt hier genug für mehrere Labors zu arbeiten ", sagte Ramos, der Ausbildungsbeihilfen vom California Institute für Regenerative Medizin ( CIRM ) und die NIH hat .

" Es ist von Interesse für Wissenschaftler, die lange nicht-codierende RNA zu studieren , die Generierung neuer Nervenzellen im erwachsenen Gehirn , Nervenstammzellen und die Entwicklung des Gehirns , und embryonalen Stammzellen ", sagte er .