Eine neue Studie von Weill Cornell Medical College Forscher führten zeigt, dass die häufigste genetische Form der geistigen Behinderung und Autismus tritt aufgrund eines Mechanismus, der das Gen mit der Krankheit schaltet . Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Wissenschaft , zeigen auch, dass ein Medikament, das blockiert diesen Silencing Mechanismus fragile X-Syndrom zu verhindern - was auf ähnliche Therapie ist möglich, dass 20 andere Krankheiten, die von geistiger Behinderung zu Multisystemausfallreichen .
Fragiles X-Syndrom tritt meist bei Jungen , was zu geistiger Behinderung sowie verräterischen körperliche, emotionale und Verhaltensmerkmale . Obwohl die Forschung schon seit mehr als zwei Jahrzehnten der Täter hinter der Krankheit ist eine ungewöhnliche Mutation gekennzeichnet durch die überschüssige Wiederholung eines bestimmten Segments des genetischen Codes bekannt sind, waren sie nicht sicher, warum die Anwesenheit einer großen Anzahl dieser Wiederholungen - 200 oder mehr - setzt der Krankheitsverlauf in motion.A neue Studie von Weill Cornell Medical College Forscher führten zeigt, dass die häufigste genetische Form der geistigen Behinderung und Autismus tritt aufgrund eines Mechanismus, der das Gen mit der Krankheit schaltet . Die Ergebnisse, veröffentlicht heute in Wissenschaft, zeigen auch, dass ein Medikament, das blockiert diesen Silencing Mechanismus fragile X-Syndrom zu verhindern - was auf ähnliche Therapie ist möglich, dass 20 andere Krankheiten, die von geistiger Behinderung zu Multisystemausfallreichen .
Fragiles X-Syndrom tritt meist bei Jungen , was zu geistiger Behinderung sowie verräterischen körperliche, emotionale und Verhaltensmerkmale . Obwohl die Forschung schon seit mehr als zwei Jahrzehnten der Täter hinter der Krankheit ist eine ungewöhnliche Mutation gekennzeichnet durch die überschüssige Wiederholung eines bestimmten Segments des genetischen Codes bekannt sind, waren sie nicht sicher, warum die Anwesenheit einer großen Anzahl dieser Wiederholungen - 200 oder mehr - setzt den Krankheitsprozess in Gang .
Mit Stammzellen aus menschlichen Embryonen gespendet , die für fragile X-Syndrom positiv getestet , entdeckten die Wissenschaftler , dass früh in der fetalen Entwicklung , Boten-RNA - eine Vorlage für die Proteinproduktion - beginnt kleben sich auf die fragile X-Syndrom -Gen der DNA . Diese Bindung wird zum Verkleben des Gens , so dass es inaktiv ist und nicht in der Lage , ein Protein entscheidend für die Signalübertragung zwischen Gehirnzellen zu produzieren.
" Bis zum 11. Schwangerschaftswoche ist das fragile X-Syndrom -Gen aktiv - es produziert seine Boten-RNA und Protein in der Regel dann , ganz plötzlich sie erlischt, ist und bleibt für den Rest des Lebens des Patienten , so dass fragile X-Syndrom . . Aber Wissenschaftler haben nicht verstanden , warum dieses Gens wird abgeschaltet ", sagt Senior Autor Dr. Samie Jaffrey , Professor für Pharmakologie an Weill Cornell Medical College . " Wir haben festgestellt , dass die Boten-RNA kann blockieren einen Strang des Gens DNA , das Herunterfahren des Gen - , die vorher nicht bekannt war.
" Das ist eine neue Biologie - eine Wechselwirkung zwischen der RNA und die DNA der fragile X-Syndrom -Gen verursacht Krankheit", sagt Dr. Jaffrey . " Wir kommen zu verstehen, dass RNAs sind leistungsfähige Molekülen , die die Genexpression regulieren können , aber dieser Mechanismus völlig neuartige - . Und sehr aufregend "
Die Störung tritt plötzlich - vor dem Ende des ersten Trimesters in Menschen und nach 50 Tagen im Labor embryonalen Stammzellen. An diesem Punkt , der durch die fragile X-Syndrom -Gen produzierten mRNA macht , was die Forscher nennen ein RNA - DNA-Doppelstrang - eine besondere Anordnung der Moleküle in dem die Boten-RNA wird auf ihre DNA-Komplement stecken . (DNA erzeugt zwei komplementäre Stränge des genetischen Codes für die menschliche Entwicklung und Funktion verantwortlich Die vier Nukleinsäuren in der Genom- Code - . A, C , G, T - spezifische Ergänzungen Bei der fragile X-Syndrom , die Wiederholung in . Frage CGG . Daher bindet RNA seiner GCC Komplement auf einem Strang der DNA. )
Die RNA - DNA-Duplex wird heruntergefahren Herstellung des Fragilen-X -Syndrom -Gen , was den Verlust eines Proteins für die Kommunikation zwischen den Hirnzellen benötigt. Das Gen bleibt dann für das Leben aktiv. Ein normaler fragile X- Gen - ein mit weniger als 200 CGG Wiederholungen - bleibt aktiv in einer Person ohne die Störung , und erzeugt die notwendigen Protein . Jedoch enthält die mutante fragile X -Gen mehr als 200 CGG Repeats , was fragile -X-Syndrom . Fragile X tritt in etwa 1 in 4000 Männer und 1 in 8000 Frauen.
"Weil das fragile X-Syndrom Mutation ist eine Wiederholungssequenz ist es nur für einen kleinen Teil dieser Sequenz in der Boten-RNA , um eine passende Wiederholungssequenz auf der DNA sehr einfach zu finden ", sagt Dr. Jaffrey . "Dies ist ein einzigartiges Merkmal der Wiederholungssequenzen . Wenn es 200 oder mehr Wiederholungen , die RNA-DNA- Interaktion einrastet. "
Hoffnung für die Behandlung - und anderen Erkrankungen
Dr. Jaffrey und sein Team , die Forscher am Scripps Research Institute in Florida und Albert Einstein College of Medicine in der Bronx beinhaltet , wollte Fischer wissen, warum die Krankheit auf , wenn der CGG Wiederholung ist in 200 vorhanden , so viele wie 1000 schaltet Kopien .
"Durch den Einsatz der traditionellen Möglichkeiten, dieses Rätsel zu lösen, nicht möglich war ", sagt er . "Human in Mäuse und Zellen im Labor eingeführt fragile X-Syndrom Gene schalten Sie niemals , egal wie viele CGG Wiederholungen die Gene zu haben."
So wandten sich die Wissenschaftler zu menschlichen embryonalen Stammzellen . Co-Autoren Dr. Zev Rosenwaks , Regisseur und Arzt -in-Chief der Ronald O. Perelman und Claudia Cohen Zentrum für Reproduktionsmedizin und Direktor der Stammzellgewinnung Laboratory der Weill Cornell Medical College und Dr. Nikica Zaninovic , Assistenzprofessor der Reproduktionsmedizin , erzeugten Stammzelllinien aus gespendeten Embryonen , die für fragile X-Syndrom positiv getestet. " Diese Stammzellen waren entscheidend für den Erfolg dieser Forschung , weil sie allein es uns ermöglicht, zu imitieren , was mit dem Fragilen-X- Gens während der embryonalen Entwicklung ", sagt Dr. Dilek Colak , ein Postdoc- Wissenschaftler Dr. Jaffrey Labor und der erste Autor der Studie.
Die Stammzellen wurden überredet , um Nervenzellen im Gehirn zu werden, und bei etwa 50 Tagen in der gleichen Weise , die eines Embryos Gehirn ist bei 11 -plus Wochen entwickeln , wenn das fragile X-Syndrom -Gen ausgeschaltet wird unterschieden sie .
Die Forscher dann verwendet werden, ein Medikament von Co-Autor Dr. Matthew Disney des Scripps Research Institute , die CGG vor und nach der 50-Tage- Schalter bindet in der fragilen X Gens RNA entwickelt. Auffallend ist, dass das Gen, nie aufgehört, produziert seine wohltuende Protein.
Das legt nahe, eine mögliche Prävention oder Behandlung Strategie für fragile X-Syndrom , so Dr. Jaffrey . " Wenn eine schwangere Frau erfährt, dass ihr Fötus trägt die genetische Mutation verursacht fragile X-Syndrom , könnten wir möglicherweise einschreiten und das Medikament während der Schwangerschaft . Dies kann verzögern oder verhindern, dass die Inaktivierung des fragilen X -Gen, das möglicherweise das Ergebnis deutlich verbessern konnte dieser Patienten ", sagt er .
Die Forscher suchen nun nach ähnlichen RNA - DNA-Doppelstränge in anderen Trinukleotid wiederholen Krankheiten, einschließlich Huntington -Krankheit ( eine degenerative Erkrankung des Gehirns ) , Muskeldystrophie 1 und 2 (a Multisystem fortschreitende Krankheit ), Friedrich Ataxie ( eine fortschreitende Erkrankung des Nervensystems ) , Jacobsen -Syndrom ( eine geistige Störung), und Familien Amyotrophe Lateralsklerose (a Motoneuronerkrankung ) , Unter anderem.
" Dieses völlig neue Mechanismus, durch den RNAs können Gen-Silencing lenken kann in vielen anderen Krankheiten beteiligt werden ", sagt Dr. Jaffrey . "Unsere Hoffnung ist , dass wir Medikamente, die mit dieser neuen Art von Krankheitsprozess eingreifen zu finden. "