Американські дослідники вперше створили штучні Hox-гени, що регулюють рух стовбурових клітин в організмі та забезпечують формування органів у необхідних місцях. У ДНК ці гени розташовані щільними кластерами, що ускладнювало їх вивчення, і дослідження стало першим практичним підтвердженням ролі Hox-генів.

Результати дослідження опубліковані у журналі Science, інформує UAINFO.org.

Практично всім високоорганізованим тваринам властива білатеральна симетрія, тобто вони мають одну площину, щодо якої їх тіла є дзеркально симетричними. Через їхнє тіло також можна провести передньо-задню вісь, що йде від голови до хвоста. Під час ембріонального розвитку рух клітин уздовж цієї осі регулюється Hox-генами: вони забезпечують те, що всі органи, тканини та кінцівки розвинуться у правильних місцях. Коли в результаті мутацій Hox-гени виходять із ладу, з'являються уроджені дефекти.

Читайте також: Вчені знайшли в льодовиках, що тануть, невідомі бактерії: вони можуть викликати нові епідемії

Hox-гени організовані в щільні кластери та розташовані в тій частині ДНК, де відсутні інші гени й елементи геному, що повторюються. Це ускладнює вивчення Hox-генів за допомогою стандартних методів редагування генів, оскільки зміна одного Hox-гена може торкнутися сусіднього.

Для розв'язання цієї проблеми вчені з Нью-Йоркського університету (США) створили штучні Hox-гени та з'ясували, яка найменша одиниця геному необхідна клітині, щоб дізнатися про своє місце в організмі.

Автори статті створювали довгі нитки синтетичної ДНК, що містять послідовності Hox-генів миші з різноманітними мутаціями, та вводили їх у стовбурові клітини тварин.

Читайте також: Вухо людини розвинулося з риб'ячих зябер: вчені знайшли перший анатомічний доказ

У ссавців Hox-кластери оточені регуляторними областями геному, які контролюють їхню активацію. Досі залишалося невідомо, чи достатньо клітині одного тільки Hox-кластера, щоб визначити своє місце в організмі, чи для цього потрібні інші елементи геному. Виявилося, клітинам досить кластерів Hox-генів.

Створення синтетичної ДНК та штучних генів прокладає шлях для майбутніх досліджень розвитку організмів. Різні види тварин мають різну форму тіла, яка залежить у тому числі від роботи Hox-генів. Тому дослідження Hox-кластерів допоможуть зрозуміти, як з'явилося таке вражаюче розмаїття життєвих форм. Крім того, нова технологія буде корисною для вивчення генетичних хвороб, оскільки дозволить створювати модельну ДНК у лабораторних умовах.

Підписуйся на сторінки UAINFO Facebook, Telegram, Twitter, YouTube