Mapy DNA Blueprint Jak se srdce stane srdcem

Pomocí technologie kmenových bunek, sekvencování DNA dalsí generace a pocítacových nástroju, výzkumníci z institucí Gladstone v Kalifornii a dalsí akademická centra mapovali, jak se srdce stává srdcem a odhaluje genomický a epigenomický plán pro presné usporádání a nacasování stovek "genetických prepínacu" z fáze embryonálních kmenových bunek do plne fungujícího srdce.
Vedci písou o své práci v online vydání z 13 Bunka.
Závery prinásejí nadeje na nové lécení lidí, kterí se narodili s zivot ohrozujícími srdecními vadami jako je nepravidelný srdecní rytmus (arytmie) a díra v srdci (defekt komorové septa).
Starsí vysetrovatel Benoit Bruneau, asociovaný reditel kardiovaskulárního výzkumu ve skupine nezávislých neziskových biomedicínských výzkumných pracovist Gladstone, informuje tisk ve svém prohlásení:

"Vrozené srdecní vady jsou nejcastejsím typem vrozených vad - postihují kazdý rok více nez 35 000 novorozencu ve Spojených státech."
"Ale jak se tyto vady vyvíjejí na genetické úrovni, bylo obtízné urcit, protoze výzkum se soustredil na malou sadu genu. Tady priblízíme tvorbu srdce s sirokoúhlým objektivem pri pohledu na celý genetický materiál, který dává srdecním bunkám svou jedinecnou identitu, "vysvetluje.

Z hory dat na citelný plán

Pro jejich studium odebrali tým embryonální kmenové bunky z mysí, vlozili je do kultury pripomínající embryonální vývoj a preprogramovali je tak, aby vytvárely bunky srdce.

Vedci doufají, ze tyto nové poznatky otevírají dvere mozným lécebným úcelum pro osoby, které se narodily s zivot ohrozujícími srdecními vadami.Tato dokoncená cást procesu: jelikoz vedci stále casteji objevují, rozhoduje nejen to, ze se tyto bunky rozhodují, jak se orgán stává orgánem, ale má také podrobnou kontrolní mapu toho, jak se geny zapínají a vypínají behem ruzných fází vývoje : epigenomické podpisy.
Pro tuto cást experimentu extrahovali DNA z vyvíjejících se a zralých srdecních bunek, protoze obsahují epigenetické podpisy napsané v DNA. Udelali to pomocí CHIP-seq, pokrocilého nástroje pro sekvenování genu.
Nicméne ani to nebylo dost, aby jim dali plnohodnotný pracovní plán, jak Jeffrey Alexander, spoluzalozený autor a absolvent Gladstone a Kalifornské univerzity v San Franciscu (UCSF), se kterým je Gladstone pridruzený, vysvetluje:
"... proste naslo tyto podpisy jenom polovinu bitvy - museli jsme jeste rozlustit, které aspekty zakládání srdce zakódovaly."
"Abychom to mohli udelat, vyuzili jsme výpocetní sílu Gladstone Bioinformatics Core, coz nám umoznilo vzít hory shromázdených dat z sekvencování genu a organizovat je do citelného, ??smysluplného plánu, jak se srdce stane srdcem," dodal.

Nekteré necekané objevy

Vedci ucinili nekolik prekvapivých objevu: nejenze nasli celé skupiny nových genu, které se podílely na tvorbe srdce, ale vylepsily, jak interagují s dríve známými geny.
Také zjistili, ze skupiny genu v srdcových bunkách se zdají pracovat spolecne, zapínání a vypínání spolecne v presných fázích embryonálního vývoje.

Dusledky pro lidské zdraví srdce

Výzkumníci naznacují, ze jejich objevy mají dulezité dusledky pro lidské zdraví: tím, ze dohromady sestaví podrobnou mapu o tom, jak geny kontrolují srdce, verí, ze mohou také zjistit, jak choroba narusuje tento jemne rízený proces.
Ríkají s lepsí pochopení toho, jak jsou komplexní genetické a epigenetické vzorce presne upraveny, jsou vývojári lépe schopni nalézt zpusoby lécby, které brání, zasahují nebo brání narusení techto vzorku chorobou, napríklad pomoci detem s vrozenou srdecní vadou.
Bruneau, který je rovnez profesorem pediatrie na UCSF, ríká, ze se nyní chtejí podívat na DNA pacientu s vrozenými srdecními chorobami v nadeji, ze mohou "presne urcit specifické genetické poruchy, které zpusobily jejich srdecní vadu".
"Jakmile tuto poruchu identifikujeme, muzeme zacít zkoumat zpusoby, jak obnovit normální funkci génu behem casné tvorby srdce - a snízit pocet detí narozených oslabujícími a nekdy i fatálními vrozenými srdecními vadami," dodává.
Napsal Catharine Paddock PhD