Life Aufdruck auf DNA nun in einzelne Zelle abbildbar

Forscher in Großbritannien haben eine leistungsstarke neue Technik, die eine einzelne Zelle verwendet, um die epigenetische Markierungen zuordnen , dass das Leben hinterlässt auf unsere DNA entwickelt. Die Entwicklung wird als ein Durchbruch , weil es Wissenschaftlern erlaubt, den Effekt von Umgebungseinflüssen auf DNA , wie beispielsweise während der frühen Lebensdauer der Embryos besser zu verstehen, und in der Entwicklung von Krankheiten wie Krebs.

Das Team, bestehend aus Mitgliedern aus dem Babraham Institute - einem Forschungszentrum von der Biotechnologie und Biologische Wissenschaften Research Council ( BBSRC ) finanziert - und dem Wellcome Trust Sanger Institute , die beide in Cambridge, berichtet über die Ergebnisse in der Zeitschrift Nature Methods .

Die Verschmelzung von Spermium und Eizelle erzeugt einen neuen Organismus mit seiner eigenen DNA , die fundamentale Kesselblech von Anweisungen, wie Wachstum und Entwicklung entfalten sollte . Aber in letzter Zeit in der Geschichte der DNA-Forschung haben Wissenschaftler entdeckt, gibt es eine weitere Schicht von Anweisungen über den DNA- Kesselblech - " epigenetische Markierungen " oder chemische Elemente, die das DNA Anmerkungen versehen .

Epigenetische Karte ist ein " Zellgedächtnis "


Epigenetische Markierungen ändern Gen -Verhalten nach Umgebungsbedingungen. Nun , sagen Forscher gibt es eine epigenetische Karte , die als Zellgedächtnis wirkt .

Epigenetische Markierungen nicht die zugrunde liegende DNA-Sequenz ändern, aber sie zusätzliche Anweisungen, die verschiedene Dinge zu tun wie Stille bestimmte Gene und schalten andere auf , um eine Hautzelle von einer Gehirnzelle zu differenzieren hinzuzufügen ; sie Gen- Verhalten zu ändern auch nach Umgebungsbedingungen.

Somit sowie DNA selbst , gibt es eine epigenetische Karte , die als eine Art " Zellgedächtnis " Erfahrung einer Zelle und die Reaktion auf Umgebungsbedingungen wirkt .

Dieser Speicher erhalten bleibt noch lange nach dem Zustand in der Umgebung, es verblasst hat ausgelöst. Sie können beispielsweise eine Veränderung in der Ernährung zu einer Änderung in der epigenetischen Karte führen und Einfluss auf die langfristige Gesundheit des Organismus.

Wissenschaftler beginnen zu erkennen , dass die Epigenetik Forschung ist ebenso wichtig , um zu verstehen, Gesundheit und Krankheit , wie die Untersuchung der zugrunde liegenden DNA . Aber die Werkzeuge , dies zu tun sind nicht ideal . Die Forscher mussten sich auf mit Mäusen als Modell für den menschlichen Frühentwicklung verlassen und Gewebe für die Analyse ist sehr eingeschränkt.

Neue Technik bietet " beispiellose Fähigkeit, epigenetische Prozesse zu studieren "

Die Fähigkeit , die Karte von allen epigenetische Markierungen einer Person durch die Verwendung nur einer einzigen Zelle zu studieren ist ein wichtiger Schritt nach vorne und gibt Forschern eine " beispiellose Fähigkeit, epigenetische Prozesse zu studieren ", erklärt korrespondierender Autor Dr. Gavin Kelsey , vom Babraham Institute :

"Die Möglichkeit, die volle Karte dieser epigenetischen Markierungen aus einzelnen Zellen erfassen wird von entscheidender Bedeutung für ein umfassendes Verständnis der frühen Embryonalentwicklung , Krebsprogression und unterstützen die Entwicklung von Stammzelltherapien . "

Das Team erwartet, dass ein solcher Antrag kann möglicherweise reduzieren die Anzahl der Mäuse , die jetzt bei epigenetischen Forschung.

Eine der chemischen Prozesse, die epigenetische Markierungen erzeugen heißt DNA Methylierung, wo eine Methyl -Tag an die DNA gebunden . Die Methode die Forscher beschreiben in ihrem Artikel behandelt die DNA mit Bisulfit , alle epigenetischen Methylierungsflecken auf der gesamten Genoms zu finden.

Die behandelte DNA wird dann verstärkt und Lese mit Hochdurchsatz- Gen -Sequenzer , die die Standorte der Methylierungsmarkierungen und die betroffenen Gene zeigen .

Zum ersten Mal können die Forscher verfolgen, was in einzelnen Zellen passiert,

Aktuelle Methoden suchen epigenetische Markierungen in Gruppen von Zellen . Dies bedeutet, versucht, zu verfolgen , was in einer einzelnen Zelle passiert , ist nicht klar . Das neue Verfahren erlaubt den Forschern zu folgen , was in einzelnen Zellen zu einem kritischen Zeitpunkt in der frühen Entwicklung eines Embryos - wenn jede Zelle das Potential, in einzigartiger Weise entwickelt hat .

Mit ihrer neuen Methode hat das Team bereits gefunden viele der epigenetische Markierungen , die unterschiedlich zwischen Zellen sind an Orten, die Genaktivität steuern.

Dr. Kelsey sagt der Proof-of- Principle-Studie zeigt, dass " Groß ist einzellige epigenetische Analysen erreichbar , die uns helfen zu verstehen, wie epigenetische Veränderungen Kontrolle der embryonalen Entwicklung . "

" Der Einsatz von Einzelzellen- Ansätze zur epigenetischen Verständnis weit über biologische Grundlagenforschung geht ", fügt er hinzu. "Zukünftige klinische Anwendungen könnte die Analyse der individuellen Krebszellen für Kliniker mit den Informationen zu Behandlungen und Verbesserungen in der Fruchtbarkeitsbehandlung anzupassen durch das Verständnis, das Potenzial für die epigenetische Fehler in der assistierten Reproduktion Technologien bereitzustellen. "

Finanzierung für die Studie kam aus dem BBSRC , dem Medical Research Council (MRC) , Wellcome Trust , EU Blueprint und EU EpiGeneSys .

Medical News Today auch vor kurzem gelernt, wie Stanford-Forscher haben den ersten Schritt bei der Entwicklung eines Werkzeugs , das die Karten aufgenommen Entstehung von Krebs aus biologischen Signaturen . Das Team glaubt, das Werkzeug , das den Ursprung der verschiedenen Krebsarten aus dem biologische Signatur ihrer mutierten Zellen verfolgt , wird dazu beitragen, Ärzte entscheiden, die besten Behandlungsmöglichkeiten für ihre Patienten.