Ингибирование одного гена превращает многие типы клеток непосредственно в нейроны, продуцирующие дофамин.
Сян-Донг Фу, доктор философии, никогда не был в восторге от чего-либо за всю свою карьеру. Он долго изучал основы биологии РНК, генетического кузена ДНК и белков, которые ее связывают. Но одно открытие открыло Фу в совершенно новой области: нейробиологии.
Слева: астроциты мыши (зеленые) перед перепрограммированием. Справа: нейроны (красные), индуцированные астроцитами мыши после перепрограммирования с помощью обработки антисмыслового олигонуклеотида PTB.
Гены и нейроны
В течение десятилетий Фу и его команда из Калифорнийского медицинского университета в Сан-Диего изучали белок PTB, который хорошо известен связыванием РНК и влиянием на то, какие гены «включены» или «выключены» в клетке. Чтобы изучить роль белка, такого как PTB, ученые часто манипулируют клетками, чтобы уменьшить количество этого белка, а затем следят за тем, что происходит.
Несколько лет назад постдокторский исследователь, работавший в лаборатории Фу, использовал этот подход, используя технику, называемую siRNA, для подавления гена PTB в клетках соединительной ткани, известных как фибробласты. Но это утомительный процесс, который нужно выполнять снова и снова. Он устал от этого и убедил Фу, что им следует использовать другую технику для создания стабильной клеточной линии, в которой постоянно отсутствует PTB.
Через пару недель — осталось очень мало фибробластов. Почти все блюдо было заполнено нейронами. Таким счастливым образом команда обнаружила, что ингибирование или удаление только одного гена, гена, который кодирует PTB, превращает несколько типов клеток мыши непосредственно в нейроны.
Мозг мыши до и после перепрограммирования
Совсем недавно Фу и Хао Цянь, доктор философии, еще один научный сотрудник в своей лаборатории, сделали большой шаг вперед, когда-нибудь он станет новым терапевтическим подходом к болезни Паркинсона и другим нейродегенеративным заболеваниям. Всего лишь одна процедура для ингибирования PTB у мышей превращала нативные астроциты, звездообразные поддерживающие клетки головного мозга, в нейроны, которые продуцируют нейротрансмиттер дофамин. В результате симптомы болезни Паркинсона у мышей исчезли.
«Исследователи во всем мире испробовали множество способов генерирования нейронов в лаборатории, используя стволовые клетки и другие средства, чтобы мы могли лучше их изучать, а также использовать их для замены потерянных нейронов при нейродегенеративных заболеваниях», — сказал Фу. «Тот факт, что мы могли производить так много нейронов таким относительно простым способом, стал большим сюрпризом».
Есть несколько разных способов имитировать болезнь Паркинсона у мышей. В этом случае исследователи применили молекулу, похожую на дофамин, чтобы отравить нейроны, которые производят дофамин. В результате мыши теряют нейроны, продуцирующие дофамин, и у них появляются симптомы, похожие на болезнь Паркинсона, такие как дефицит движения.
Лечение работает следующим образом: исследователи разработали неинфекционный вирус, который содержит антисмысловую олигонуклеотидную последовательность — искусственный фрагмент ДНК, предназначенный для специфического связывания РНК, кодирующей PTB, таким образом, деградируя ее, предотвращая ее превращение в функциональный белок и стимулируя нейрон.
Источник: scitechdaily.com