Məlumat

Progeriyaya hansı mutasiya səbəb olur?

Progeriyaya hansı mutasiya səbəb olur?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mən Progeria-da Orta Məktəb biologiyamın finalını edirəm və bu xəstəliyə hansı növ mutasiyanın səbəb olduğu ilə maraqlanıram.

Bilirəm ki, LMNA geni "prelamin A" zülalını kodlaşdırır və bu proteində daha sonra çıxarıla bilməyən bir farnesil qrupu var (Progeriya vəziyyətində). A prelamininin anormal forması (hələ də bağlı olan farnesil ilə birlikdə) progerin adlanır və nüvə halqasına yapışaraq qeyri -normal şəkildə meydana gələn hüceyrə nüvəsi ilə nəticələnir və mitozu mümkünsüz edir.

Bu struktur mutasiyadırmı? Bu necə bir mutasiya?

Əvvəlcədən təşəkkürlər.


Hutchinson-Gilford progeria sindromu demək olar ki, həmişə a de novo lamin A genindəki mutasiya (yəni irsi mutasiya deyil)LMNA). Məsul mutasiya 1824-cü mövqedəki C-to-T əvəzidir. Maraqlısı budur ki, bu kodlaşdırılmış amin turşusunu dəyişmir, əksinə RNT transkriptində yeni bir bağlama donoru saytı yaradır. Bu birləşmə yeri istifadə edildikdə, zülalın içərisində və C terminalına yaxın olan təxminən 50 amin turşusuna uyğun gələn məlumatların silinməsi ilə nəticələnir.

Normal A lamininin biogenezi zamanı C-terminal -CAAX motivi izoprenilasiya, bu halda farnesilasiya üçün siqnal kimi tanınır. Əlavə edilmiş lipid qrupu C-terminal membran lövbəri kimi çıxış edir. Protein C-ucunun yaxınlığında proteolitik olaraq parçalandıqda, C-terminal sistein də daxil olmaqla 15 amin turşusu çıxarılır (bu vaxta qədər üç C-terminal qalığı kəsilir), bu anker sonradan çıxarılır. Bu son modifikasiya üçün parçalanma yeri HGPS lamin A-da yoxdur, ona görə də farnesil qrupu çıxarıla bilməz. İşlənməmiş A laminatının yığılması nüvə membranında müşahidə olunan qüsurlara səbəb olur.

Eriksson və başqaları. (2003) A laminində təkrarlanan novo nöqtə mutasiyaları Hutchinson-Gilford progeria sindromuna səbəb olur. Təbiət 423: 293-298

Capell və başqaları. (2005) Progerinin farnesilasiyasını maneə törətmək, Hutchinson-Gilford progeria sindromunun xarakterik nüvə blebbinginin qarşısını alır. Proc. Natl. Akad. Elmi. ABŞ 102: 12879-12884


LMNA geni

The LMNA gen, lamins adlanan bir az fərqli zülalların hazırlanması üçün təlimat verir. Bu gendən istehsal olunan iki əsas zülal, lamin A və lamin C, bədənin əksər hüceyrələrində əmələ gəlir. Bu zülallar demək olar ki, eyni zülal quruluş bloklarından (amin turşuları) ibarətdir. Ardıcıllıqdakı kiçik fərq A lamini C laminindən daha uzun edir.

Lamin A və C ara filament zülalları adlanan struktur zülallardır. Aralıq filamentlər hüceyrələrə sabitlik və güc verir. A və C təbəqələri hüceyrələrdə nüvəni əhatə edən bir quruluş olan nüvə zərfinin dəstəkləyici (iskele) komponentləridir. Xüsusilə, bu zülallar, nüvə zərfinin daxili membranına bərkidilmiş ara filamentlərin və digər zülalların örgüyə bənzər bir təbəqəsində yerləşir. Nüvə zərf molekulların nüvəyə daxil və xaricindəki hərəkətini tənzimləyir. A və C laminləri də nüvənin içərisindədir və tədqiqatçılar zülalların müəyyən genlərin fəaliyyətinin (ifadəsinin) tənzimlənməsində rol oynaya biləcəyinə inanırlar.

Lamin A zülalı, laminanın bir hissəsi olmadan əvvəl hüceyrə daxilində işlənməlidir. Prelamin A adlanan ilkin forması, zülalın laminaya daxil olması üçün lazım olan bir sıra kompleks addımlardan keçir. Lamin C laminanın bir hissəsi olmaqdan əvvəl bu emaldan keçməli deyil.


Progeriyanın müalicəsi

Mövcud müalicə üsulları ideal deyil, çünki hər ikisinin ciddi yan təsirləri var. Lonafarnib dərmanı mədə-bağırsaq problemlərinə, everolimus isə immunosupressiyaya səbəb olur. Ona görə də daha məqsədyönlü yanaşma lazımdır.

Erdos və həmkarları "antisens peptid-konjugasiya edilmiş fosforodiamidat morfolino oliqomerləri" (PPMOs) adlı dərmanlar sinfindən gələn potensial namizədi müəyyən ediblər. Əslində, bu, kiçik bir protein əlavə edilmiş DNT və ya RNT-yə bənzər bir molekuldur. PPMO çox spesifik bir mRNA ardıcıllığını tanımaq üçün dizayn edilə bilər və bu halda, exon 11 -in yanındakı sirli birləşmə yerini tanımaq və bağlamaq üçün dizayn edilə bilər. zülalın normal versiyasını (Lamin A) istehsal etmək.

Tədqiqatçılar, progeriyanı təqlid etmək üçün genetik olaraq dəyişdirilmiş siçanlardan istifadə edərək, PPMO dərmanlarının progeriya simptomlarının başlanmasının qarşısını almağa kömək etdiyini və siçanların ömrünü təxminən 62%uzatdığını göstərdilər.

Progeriyanı təqlid etmək üçün genetik olaraq dəyişdirilmiş siçanların müalicəsi simptomların başlanmasının qarşısını almağa kömək etdi.Kredit: Michael R. Erdos et al., Nature Medicine, 2021.

Genetik cəhətdən dəyişdirilmiş progeriyaya bənzər siçanların müalicəsi, ömrünün təxminən 62%uzadılmasına kömək etdi.Kredit: Michael R. Erdos et al., Nature Medicine, 2021.

Müəlliflər hesab edirlər ki, bu sübut insanlarda klinik sınaqlara davam etməyə haqq qazandırır. Təbii ki, dərmanın siçanda işləməsi onun insanda təsirli olacağı demək deyil. Ancaq bu potensial yeni müalicə dünyanın ən dağıdıcı genetik xəstəliklərindən əziyyət çəkənlərə ümid verir.

Mənbə: Michael R. Erdos, et al. "Hatçinson-Gilford progeriya sindromu üçün hədəflənmiş antisens terapevtik yanaşma." Təbiət Təbabəti. Onlayn nəşr: 11 mart 2021-ci il. DOI: 10.1038/s41591-021-01274-0


Müzakirə

LA/C-də E145K progeria mutasiyası, laminat quruluşunu və montajını dəyişdirərək nüvə arxitekturasında dərin dəyişikliklərə, B tipli lamin ifadəsinin azalmasına və erkən qocalmaya səbəb olur. Daha çox yayılmış LAΔ50/progerin mutasiyasından fərqli olaraq, E145K mutasiyası C terminalının posttranslational işlənməsini dəyişdirmir, bu da onun nüvə formasına təsirinin FTI müalicəsi ilə nə üçün geri alınmadığını izah edir (6, 7). E145K mutasiyası həmçinin sentromerlərin və onlarla əlaqəli H3K9me3-ün klasterləşməsinə səbəb olur, lakin H3K27me3 heteroxromatik işarəsinin paylanmasını dəyişdirmir. Bunun əksinə olaraq, LAΔ50/progerin bu epigenetik işarələrin hər ikisini dəyişdirir və H3K9me3 ilə bəzi sentromerlər arasındakı əlaqə itir (12). Bundan əlavə, E145K mutasiyasının NPC -lərin paylanmasına heç bir açıq təsiri yoxdur, bu da LAΔ50/progerin ifadə edən hüceyrələrdə NPC -lərin anormal paylanmasından fərqli olaraq (10). Buna görə də, vaxtından əvvəl qocalmağa səbəb olan bu iki mutasiya tərəfindən aydın şəkildə fərqli hüceyrə fenotipləri yaranır.

E145K-LA və LAΔ50/progerin tərəfindən törədilən nüvə fenotipləri bu mutasiyaların müxtəlif mexanizmlərlə də olsa, lamina strukturunu dəyişdirərək progeriyaya səbəb ola biləcəyini göstərir. Bunu dəstəkləmək üçün E145K mutasiyası, in vitro yüksək səviyyəli strukturlara LA polimerləşməsinə mənfi təsir göstərir, amin turşusu ardıcıllığı həm WT-LA, həm də E145K-LA-dan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənən LAΔ50/progerinin polimerləşməsi normal görünür. Beləliklə, çox güman ki, LA -50/progerinli xəstələrdə laminanın normal funksiyalarını pozan NE membranında daimi olaraq farnesilləşdirilmiş LAΔ50/progerinin birləşməsi və yığılmasıdır (6-10, 12). E145K xəstələri, normal lamina strukturunun yığılmasına mane olan LA-nın anormal polimerləşməsidir. Nəhayət, bu cür fərqlər progeriyada müşahidə olunan müxtəlif fenotipləri, eləcə də müxtəlif mutasiyaları olan digər laminpatiya xəstələrini izah etməyə kömək edə bilər. LMNA.

E145 qalıqlarında dəyişikliklərin təsiri çox güman ki, LA/C -nin mərkəzi çubuq sahəsinin 1B alt domenində yerləşməsindən qaynaqlanır. Eynilə, desmin, keratinlər və vimentin kimi sitoskeletal IF zülallarının mərkəzi çubuq sahəsindəki mutasiyalar filament quruluşu və funksiyası üçün ağır nəticələrə malikdir və skelet və ürək miopatiyaları (23), dəri blister xəstəlikləri (24) daxil olmaqla müxtəlif xəstəliklərə səbəb olur. və katarakta (25). E145 qalığı, laminlərə xas olan 42 amin turşusu ardıcıllığı içərisində olan altı heptaddan birinin e mövqesindədir və bükülmüş sarımlı interfeysdə qalmaq əvəzinə, solventə məruz qalacağı proqnozlaşdırılır. Qalıq 145-də qlutamik turşu üçün lisinin əvəz edilməsi AUC analizində göstərildiyi kimi dimer birləşməsini dəyişdirməsə də, protofilamentlərin filamentlərə və PC-lərə normal düzülməsini dəyişdirir (2). Bunun daha da dəstəklənməsi üçün Caenorhabditis elegans lamininin müvafiq yerində bir mutasiya (lmn-1), Q159K, in vitro yığılmış filamentlərin quruluşunu dəyişdirir (21, 26).

Əvvəllər xəstə fibroblastlarını ifadə edən LAΔ50/progerində müşahidə etdiyimiz kimi (10), nüvə forması qüsurları E145K hüceyrələrində keçid sayından asılı olaraq toplanır və bu mutant LA/C zülalının dominant mənfi təsirini göstərir. Bundan əlavə, FLAG-E145K-LA ifadə edən HeLa hüceyrələrinin canlı görüntülənməsi və aphidicolin ilə müalicə postmitotik nüvə yığımı zamanı lobulyasiyanın qurulduğunu nümayiş etdirir. Buna görə, ehtimal ki, E145K mutant lamininin nisbi miqdarı kritik səviyyəyə çatdıqdan sonra gec telofaza/erkən G1 zamanı laminanın yığılması ciddi şəkildə təsirlənir. E145K mutasiyasının həm LA -da, həm də LC -də olduğunu qeyd etmək vacibdir, halbuki 1824C & gtT (LAΔ50/progerin) mutasiyası LC -nin ardıcıllığını təsir etmir.

Fazalararası nüvələr daxilində xromosomlar “ərazilər” şəklində təşkil olunur, genlə zəngin xromosomların daxili yerləşmə ehtimalı daha çox, gen baxımından zəif xromosomların isə nüvə periferiyasında olması ehtimalı daha yüksəkdir (27, 28). Fərdi xromosomlar adətən nüvə periferiyasında yerləşən sentromerləri ilə istiqamətlənir (29), telomerlər isə bütün nukleoplazmada paylanır (30). Multilobulated E145K -da, nüvələrin xromosomları sentromerləri ilə bir bölgədə toplanmış şəkildə təşkil edilir. Bu "Rabl konfiqurasiyasını" xatırladır, qütbləşmiş bir xromosom konfiqurasiyası Drosophila və müəyyən bitki hüceyrələri (31). Rabl konfiqurasiyası anafazada yaranır, xromosomlar mil qütblərinə doğru hərəkət edərkən bacı sentromerlər ayrılır və o, növbəti mitoza qədər interfaza boyu saxlanılır (31). E145K hüceyrələrindəki xromosomların qütbləşdirilmiş konfiqurasiyası da mitoz zamanı və ondan dərhal sonra qurulur və hüceyrə dövrünün G1 və S fazaları boyunca davam edir (Şəkil S10). Bu səbəbdən, E145K mutasiyası ilə LA/C ifadəsi, G1 -in əvvəllərində, çox güman ki, anormal bir lamina quruluşunun meydana gəlməsi səbəbiylə, qızı hüceyrələrdəki fazalar arası xromosom ərazilərinin normal yenidən qurulmasını maneə törədir. Bunu dəstəkləmək üçün, laminaların mitotik xromosomlarla qarşılıqlı əlaqədə olduğu (32-34) və xromosomların səthində yığılmasının postmitotik nüvə meydana gəlməsi üçün çox əhəmiyyətli olduğu göstərilmişdir (35, 36). E145K mutasiyasının, DNT-nin matris bağlama bölgələrinə laminat bağlamasına (37) və ya histonlar, LAP2α, BAF (33) və/və ya SUN2 (38) kimi digər xromatinlə əlaqəli laminat bağlayıcı zülallarla qarşılıqlı təsir göstərməsinə də mane ola bilər. . E145K mutasiyasının təsirindən məsul olan dəqiq mexanizmləri bilməsək də, bu araşdırmanın nəticələri, hüceyrə dövrü boyunca xromosomların məkan və müvəqqəti təşkilində laminin rolu haqqında əhəmiyyətli fikirlər verir.

Xülasə, E145K mutasiyası lamin polimerləşməsi və yığılmasında dəyişikliklərə səbəb olur, nəticədə LAΔ50/progerin ifadə edən hüceyrələrdən aydın şəkildə fərqlənən hüceyrə fenotipi yaranır. Bu iki çox fərqli mutasiyanın ortaq xüsusiyyətləri, hər ikisinin B tipli laminaların aşağı tənzimlənməsi (39) və erkən replikativ qocalma (40) ilə nəticələnməsidir. Bu amillər, erkən yaşlanma xəstəliyinin müxtəlif formalarının etiologiyasında ortaq məxrəcləri təmsil edə bilər. Maraqlıdır ki, insan yetkin mezenximal kök hüceyrələrində LAΔ50/progerinin ifadəsi onların diferensiasiya yollarını da dəyişdirir (41), bu da son nəticədə mezenximal toxumaların HGPS-dən ən çox təsirlənənlərin niyə olduğunu izah edə bilər. E145K-LA-nın da kök hüceyrə fərqləndirməsində oxşar uğursuzluğa səbəb olub-olmaması müəyyən edilməkdədir.


LMNA kardiyomiyopatiya

1999-cu ildə Bonne et al. müəyyən edilmişdir LMNA Emery-Dreifuss əzələ distrofiyasının autosomal dominant formasına səbəb olan mutasiyalar (Bonne və digərləri, 1999), əzələ zəifliyi və humeroperoneal paylanmada zəifləmə, erkən tendon kontrakturaları və dilate kardiomiopatiya ilə xarakterizə olunur. Erkən başlayan iltihab sistemi xəstəliyi, xüsusən ürək bloku, Emery-Dreifuss əzələ distrofiyasının kardiyomiyopatiyasının xüsusiyyətidir. Bu araşdırmadan sonra Fatkin et al. xəbər verib LMNA mutasiyalar dilate kardiomiopatiya və keçirici sistem xəstəliyinə səbəb ola bilər, skelet əzələlərinin minimal və ya heç bir iştirakı olmadan (Fatkin et al., 1999). Tezliklə Muchir et al. xəbər verib LMNA mutasiyalar, Emery-Dreifuss əzələ distrofiyasından daha çox proksimal skelet əzələlərini təsir edən əzələ distrofiyası tip 1B əza-kəmər əzələ distrofiyasına səbəb olur, lakin buna bənzər genişlənmiş keçirici sistem xəstəliyi olan genişlənmiş kardiyomiyopatiya səbəb olur (Muchir və digərləri, 2000). Bu xəstəliklərdə ürək təzahürlərinin başlama yaşı çox dəyişkəndir. 299 xəstənin meta-təhlili ilə tərtib edilən məlumatlara görə (van Berlo və digərləri, 2005), aritmiyalar həyatın nisbətən erkən yaşlarında baş verir. LMNA daşıyıcıları (10 yaşından əvvəl 18%) və yüksək nüfuzedicidir (bu yaşda 30% -də 92%). Ürək çatışmazlığı daha sonra özünü göstərir və 30 yaşa qədər xəstələrin 10% -də və 50 yaşa qədər xəstələrin 64% -də rast gəlinir.

Autosomal dominant Emery-Dreifuss əzələ distrofiyası, 1B tipli əza qurşağı əzələ distrofiyası və skelet əzələlərinin minimal iştirakı ilə dilate kardiomiopatiya ənənəvi olaraq klinik meyarlar əsasında ayrıca təsnif edilir. Ancaq bunların hamısı açıq şəkildə LMNA gen, hətta eyni ailə daxilində eyni mutasiyalarla (Bonne et al., 2000 Brodsky et al., 2000). Üst -üstə düşən fenotiplər də təsvir edilmişdir. İçindəki mutasiyalar LMNA tez-tez ürək tutması ilə körpələrə təsir edən anadangəlmə əzələ distrofiyası ilə əlaqələndirilmişdir (Quijano-Roy və digərləri, 2008). Klassik fenotipik fərqlərin klinik faydası olsa da, genetik və hüceyrə bioloji əsaslarına görə bu şərtləri tək bir xəstəlik olaraq qəbul etmək ən uyğun ola bilər: LMNA müxtəlif növ skelet əzələ distrofiyası ilə və ya olmayan kardiyomiyopatiya (Şəkil 1).

Vərəsəlik nümunəsi LMNA Kardiyomiyopatiya ilk növbədə otozomal dominantdır, baxmayaraq ki, otozomal resesif və sporadik hallar bildirilmişdir (di Barletta və digərləri, 2000). Penetrans yüksəkdir və məlumatlar mutasiya daşıyıcılarının 100% -nin 60 yaşdan təsirləndiyini göstərir (Pasotti et al., 2008). Ən çox LMNA zolaqlı əzələ xəstəliklərinə səbəb olan mutasiyalar genin bütün ekzonlarında paylanmış səhv mutasiyalardır (http://www.dmd.nl/lmna_seqvar.html). RNT birləşmə anomaliyalarına və kiçik silinmələrə səbəb olan mutasiyalar, habelə A tipli laminlərin haploins çatışmazlığına səbəb olan mənasız mutasiyalar da sənədləşdirilmişdir. Bir homozigot LMNA missense mutasiyasının (H222Y) Emery-Dreifuss əzələ distrofiyası ilə əlaqəli olduğu bildirilmişdir (di Barletta et al., 2000) və LMNA heterozigot olduqda, bir əza-qurşaq əzələ distrofiyası fenotipinə səbəb olan A və C (Y259X) laminlərinin kəsilməsinə səbəb olan mutasiya, homozigotlu irsiyyət halında bildirilən bir vəziyyətdə şiddətli ümumiləşdirilmiş əzələ distrofiyası olan yeni doğulmuş ölümcül fenotipə səbəb olmuşdur (van Engelen və digərləri, 2005) ). Kardiyomiyopatiya və əzələ distrofiyasının olması Lmna-null siçanlar A tipli laminlərin funksiyasının qismən itirilməsinin patogenezinin əsasını təşkil etdiyini göstərir. LMNA kardiyomiyopatiya (Sullivan və digərləri, 1999). Bu fərziyyə genetik cəhətdən dəyişdirilmiş siçanlarda aparılan təcrübələrlə daha da dəstəklənir ki, kardiomiopatiya ilə əlaqəli bir mutasiya və bir null mutasiya daşıyan mürəkkəb heterozigot siçanlar göstərilir. Lmna iki kardiomiopatiya ilə əlaqəli mutasiyalı homozigot siçanlardan daha şiddətli fenotipə malikdir. Bunun əksinə olaraq, A tipli laminlərdə funksiya artımı mutasiyaları progeriya fenotipinin əsasını təşkil edə bilər, çünki bir progeriya ilə əlaqəli mutasiya və bir sıfır mutasiya daşıyan mürəkkəb heterozigot siçanlar iki progeriya ilə əlaqəli mutasiya daşıyan siçanlara nisbətən daha az ağır fenotipə malikdirlər (Davies et al. al., 2011).

anormal ürək ritmi çox sürətli (taxiaritmiya) və ya çox yavaş (bradiaritmiya) ola bilər.

ürək əzələsinin xəstəlikləri və ya disfunksiyası.

ürək daxilində xüsusi keçirici sistem vasitəsilə elektrik siqnalının anormal yavaşlaması.

Ürəyin ultrasəsi, nasos funksiyasını, kameranın ölçüsünü və ürəyin qan axınının sürətini birbaşa görməyə imkan verir.

hər döyüntü ilə ürək otağından çıxarılan qanın faizi.

dərinin səthinə bərkidilmiş elektrodlar tərəfindən qeydə alınan ürəyin elektrik fəaliyyəti.

təhlükəli, anormal ürək ritmlərini hiss etdikdə ürəyə elektrik şoku verən daxili cihaz.

atrial depolarizasiyanın (daralma) başlanğıcı ilə mədəciklərin depolarizasiyasının (daralma) başlanğıcı arasındakı vaxt.

mədəciklərin depolarizasiyası (daralması) üçün tələb olunan vaxt.

mədəciklərin depolarizasiyasının (daralmasının) başlanğıcı ilə mədəciklərin repolarizasiyasının (relaksasiya) sonu arasındakı vaxt.

normal ürək dərəcəsindən daha sürətli.

Çizilmiş əzələləri təsir edən laminopatiyalar. Uşaqlıq və ya yetkinlik dövründə ortaya çıxan klassik olaraq müəyyən edilmiş fərqli klinik xəstəliklər (Emery-Dreifuss əzələ distrofiyası, ətraf qurşağı əzələ distrofiyası 1B və keçirici qüsurlarla təcrid olunmuş kardiomiopatiya) bənövşəyi rənglə göstərilən təsirlənmiş əzələ qrupları ilə göstərilir. Yetkinlərdə başlayan xəstəliklər əslində üst-üstə düşən fenotiplərə malik ola bilən və eyni səbəblərdən yarana bilən eyni xəstəliyin spektridir. LMNA mutasiya (kəsilmiş oxlarla göstərilir) ürəyin hər zaman təsirləndiyini qeyd edir. Çizgili əzələləri təsir edən bu laminopatiyalar buna görə olaraq təyin edilə bilər LMNA müxtəlif növ skelet əzələ distrofiyası ilə və ya olmayan kardiyomiyopatiya. İçindəki mutasiyalar LMNA körpələrdə ümumiyyətlə ürək tutulması ilə birlikdə anadangəlmə əzələ distrofiyası kimi də ola bilər. Bənövşəyi oxlar Emery-Dreifuss əzələ distrofiyasına xas olan dirsəklərdə, Axillesdə və boyun arxasında kontraktürlərin (qalıcı qısalma) yerini göstərir.

Çizilmiş əzələləri təsir edən laminopatiyalar. Uşaqlıq və ya yetkinlik dövründə ortaya çıxan klassik olaraq müəyyən edilmiş fərqli klinik xəstəliklər (Emery-Dreifuss əzələ distrofiyası, ətraf qurşağı əzələ distrofiyası 1B və keçirici qüsurlarla təcrid olunmuş kardiomiopatiya) bənövşəyi rənglə göstərilən təsirlənmiş əzələ qrupları ilə göstərilir. Yetkinlərdə başlayan xəstəliklər əslində üst-üstə düşən fenotiplərə malik ola bilən və eyni səbəblərdən yarana bilən eyni xəstəliyin spektridir. LMNA mutasiya (kəsilmiş oxlarla göstərilir) ürəyin hər zaman təsirləndiyini qeyd edir. Çizgili əzələləri təsir edən bu laminopatiyalar buna görə olaraq təyin edilə bilər LMNA müxtəlif növ skelet əzələ distrofiyası ilə və ya olmayan kardiyomiyopatiya. İçindəki mutasiyalar LMNA körpələrdə ümumiyyətlə ürək tutulması ilə birlikdə anadangəlmə əzələ distrofiyası kimi də ola bilər. Bənövşəyi oxlar Emery-Dreifuss əzələ distrofiyasına xas olan dirsəklərdə, Axillesdə və boyun arxasında kontraktürlərin (qalıcı qısalma) yerini göstərir.


Yaşamaqla Yaşamaq

Genetik və ya nadir bir xəstəliklə yaşamaq xəstələrin və ailələrin gündəlik həyatına təsir göstərə bilər. Bu qaynaqlar ailələrə nadir bir xəstəliklə yaşamağın müxtəlif aspektlərini həll etməyə kömək edə bilər.

Maddi resurslar

  • Sosial Təhlükəsizlik İdarəsi bu şərti Şəfqətli Ödənişlər Təşəbbüsünə daxil etdi. Bu təşəbbüs ciddi əlilliyə səbəb olan müəyyən tibbi vəziyyəti olan ərizəçilər üçün əlillik iddialarına baxılmasını sürətləndirir. Şəfqətli Müavinətlər və Sosial Müdafiə əlilliyi üçün müraciət haqqında ətraflı məlumatı onlayn əldə etmək olar.

Yeni bir Gen Düzəlişi, Sürətlə Yaşlanan Bir Xəstəlikdə Saatı Geri çevirə bilər

Yenidən Mühəndislik Həyatı -dən bir sütundur Gələcək İnsan insanların bədənimizi və ətrafımızdakı dünyanı yenidən proqramlaşdırmaq üçün biologiyadan istifadə etmə üsulları haqqında.

Progeriya adlı nadir genetik xəstəliklə doğulan uşaqlar daha yaşlı görünsələr də, orta hesabla, yalnız yeniyetmə yaşlarının ortalarına qədər faciəvi şəkildə yaşayırlar. Vücudları o qədər sürətlə qocalır - normaldan 10 qat daha sürətli - orta məktəbi bitirməzdən əvvəl ümumiyyətlə infarkt və ya vuruşdan vaxtından əvvəl ölürlər. Günahkar onların DNT-sindəki tək hərf səhvidir.

İndi elm adamları bu xəstəliyə tutulmuş siçanlarda bu yazım səhvini əsas redaktə adlanan yeni gen redaktorundan istifadə edərək uğurla düzəltdilər və progeriyadan əziyyət çəkən uşaqlar üçün müalicənin mümkün ola biləcəyinə ümidlər artırdılar. Nəticələr yanvarın 6-da jurnalda dərc olunub Təbiət.

Tədqiqatda iştirak etməyən Şimal-Qərb Universitetində hüceyrə və inkişaf biologiyası professoru Robert Qoldman deyir: "Bu olduqca diqqətəlayiq bir tapıntıdır" Gələcək İnsan. "Onlar qüsurların həqiqətən əhəmiyyətli dərəcədə düzəldildiyini gördülər." Goldman bilirdi - o, tədqiqat müəlliflərindən biri, hazırda Milli Sağlamlıq İnstitutunun direktoru olan MD, PhD Francis Collins ilə zülal progerin üzərində mühüm erkən tədqiqat apardı.

Noyabr ayında ABŞ Qida və Dərman İdarəsi progeriya üçün ilk dərman olan lonafarnib-i təsdiqlədi. Xəstələrin ömrünü təxminən iki il yarım uzadacağı göstərilsə də, heç bir müalicə deyil. Əsas düzəliş, gələcək xəstələrə uzun, sağlam bir həyat sürmə şansı verə bilər.

"Qüsurların həqiqətən əhəmiyyətli bir şəkildə düzəldildiyini gördülər."

DNT dörd kimyəvi əsasdan ibarətdir: A, C, G və T. Hutchinson-Gilford progeria sindromu olaraq da bilinən progeriya hallarının çoxu orqanizmdəki mutasiyadan qaynaqlanır. LMNA C -nin T -yə dəyişdirildiyi gen, bu kiçik səhv, hüceyrələrə zərər verən və yaşlanma prosesini sürətləndirən progerin adlı zəhərli bir proteinin meydana gəlməsinə səbəb olur.

Əsas düzəliş bu problemi həll etmək üçün mükəmməl bir vasitə kimi görünürdü. Ənənəvi CRISPR gen redaktəsi DNT -nin ikiqat sarmal quruluşunu kəsməklə işləsə də, baza redaktəsi sadəcə DNT -yə zərər vermədən tək bir DNT hərfini əvəz edir.

CRISPR redaktəsi oraq hüceyrə xəstəliyi kimi müəyyən genetik pozğunluqların müalicəsində irəliləyiş əldə etsə də, hələ də səhvə meyllidir. Əsas redaktə daha dəqiqdir. Tez-tez "genetik qayçı" kimi təsvir edilən CRISPR-dən fərqli olaraq, əsas redaktə daha çox mətn prosessorunda tap və dəyişdir funksiyası kimi işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bu yanaşma ənənəvi CRISPR-dən daha təhlükəsiz ola bilər, çünki fasilədən sonra DNT özünü bərpa etdikdə, redaktə edilmiş genin ətrafındakı DNT tez-tez qarışdırılır.

Vanderbilt Universiteti Tibb Mərkəzinin kardioloqu, tibb elmləri doktoru Jonathan Brown deyir: "İdeal terapiya, DNT -ni olduğu kimi yenidən yazaraq bu mutasiyanı geri çevirmək olardı". Gələcək İnsan. O, tədqiqatı MİT və Harvardın Geniş İnstitutunda əsas redaktə texnikasına öncülük edən PhD David Liunun daxil olduğu bir komanda ilə apardı.

Tədqiqatda, bir qrup siçan əsas redaktorun tək bir inyeksiyasını aldı, nəzarət qrupuna isə şoran inyeksiyası verildi. Siçanlar altı həftəlik olanda onların sümükləri, skelet əzələləri, qaraciyər, ürək və aortadakı hüceyrələrin 10%-60%-i düzəldi. Və fiziki faydalar daha da dərinləşdi: Braun deyir ki, siçanlara baxaraq əsas redaktə olunanların daha sağlam olduğunu söyləmək asan idi. Onların daha çox enerjisi, daha parlaq paltoları və daha normal duruşları var idi.

Müalicə olunmamış siçanlar isə bir kambur inkişaf etdirdi və daha az hərəkət etdi. Braun deyir ki, bir neçə aydan sonra iki qrupdakı fiziki fərqlər daha da dərinləşdi. Müalicə olunmamış siçanlar əhəmiyyətli dərəcədə yavaşladı və paltoları cılız oldu.

Nəhayət, gen-redaktor terapiyası müalicə olunan siçanların ömrünü uzatdı. Müalicə olunmayan siçanlar orta hesabla yeddi aya qədər yaşadı, halbuki müalicə olunan heyvanlar təxminən bir il yarım - iki dəfə çox sağ qaldı. Sağlam siçanlar ümumiyyətlə təxminən iki il yaşayır. Siçanların yarılması, müalicə olunan qrupdakı toxumaların və qan damarlarının eyni yaşdakı normal siçanlarınki ilə bənzər göründüyünü göstərdi.

“Beş il əvvəl bunu edə biləcəyimizi xəyal edərdimmi? Xeyr. Texnologiya o qədər sürətlə irəliləyir ki, ağlasığmazdır. "

Araşdırmanın həmmüəllifi, fəlsəfə doktoru Leslie Gordon deyir: "Bunlar progeriya siçanlarında gördüyüm ən dramatik nəticələrdir və bu nəticələr xəstəliklə doğulan uşaqların ailələrinə ümid verir. Qordon, tədqiqatı qismən maliyyələşdirən və 1999-cu ildə yarandığı gündən progeriya üçün potensial müalicələrə dair tədqiqatları maliyyələşdirən Progeria Tədqiqat Fondunun tibbi direktorudur. O, əri ilə birlikdə oğlu Semə progeriya diaqnozu qoyulduqdan qısa müddət sonra qeyri-kommersiya təşkilatına başlamışdır. 22 aylıq. 2014 -cü ildə 17 yaşında xəstəlikdən öldü.

Vəqf Braun və onun əməkdaşlarına əsas redaktə ilə əvvəlki təcrübələr üçün progeriyalı insanlardan dəri hüceyrələri əldə etməyə kömək etdi. Laboratoriya təcrübələrində, bu yanaşma hüceyrələrin 90% -də mutasiyanı təyin etdi.

Əlbəttə ki, dəri hüceyrələrində və siçanlardakı mutasiyanı düzəltmək insanlarda xəstəliyi geri qaytarmaqla eyni deyil, amma tədqiqatçılar işlərinin nəticədə müalicəyə aparacağına ümid edirlər. Brown, insanlarda sınaqdan keçirilməzdən əvvəl əsas redaktənin təhlükəsiz və təsirli olmasını təmin etmək üçün daha çox iş görülməli olduğunu söyləyir, lakin insan sınaqlarının bir neçə ildən sonra başlaya biləcəyinə nikbin baxır. Tədqiqat müəllifləri, klinik sınaqlara doğru müalicəni inkişaf etdirmək üçün Liu tərəfindən qurulan Progeria Araşdırma Vəqfi və Beam Therapeutics ilə birlikdə növbəti addımları atırlar.

Bu yanaşma tək əsaslı DNT dəyişikliklərinin səbəb olduğu digər genetik xəstəliklər üçün də təsir göstərə bilər. Goldman, progeriyaya səbəb olan mutasiyanın onlardan yalnız biri olduğunu söyləyir LMNA nadir xəstəliklərə səbəb olduğu bilinən gen.

Bu arada, gen düzəlişləri çox güman ki, daha yaxşı və daha dəqiq olacaq. “Beş il əvvəl bunu edə biləcəyimizi xəyal edərdimmi? "Goldman deyir. "Yox. Texnologiya o qədər sürətlə irəliləyir ki, ağlasığmazdır. "


Luke Koblan öz masasında oturub bəzi məlumatlara baxırdı. Məzun tələbəsi həyəcanlı, lakin çaşqın olduğunu düşünürdü, bu rəqəmlərin doğru ola biləcəyinin heç bir yolu yoxdur. O, nəticələrini müdiri, professor David Liu ilə bölüşdü və bu gün bu məlumatlar MIT və Harvardın Geniş İnstitutundan (o cümlədən Koblan və Liu), Milli Sağlamlıq İnstitutundan və Vanderbilt Universiteti Tibb Mərkəzindən bir qrup alimləri təşviq etdi. texnologiyanı ölümcül bir erkən yaşlanma xəstəliyi olan progeriyanın müalicəsi olmaq üçün kritik bir addım ataraq, baza redaktəsi olaraq bilinən CRISPR gen tənzimləmə vasitəsi üçün inanılmaz bir sıçrayış əldə edin.

Dünyada bir neçə yüz uşaq bu xəstəliklə yaşayır. Əksər hallarda, DNT-nin dörd əsas bazasından və ya tikinti blokundan biri ilə bağlı kiçik bir səhv - lamin A geninin yalnız bir nüsxəsində bir mövqedə bir sitozin (C) yerinə bir timin (T). hüceyrə nüvəsi - bədənin progerin adlı zəhərli bir protein istehsalına səbəb olur. Progeriyadan əziyyət çəkən uşaqlar normal bir intellektual tempdə inkişaf edir, lakin tezliklə saçlarını və bədən yağlarını itirir, böyüməyi dayandırır və qırışmış dəri, osteoporoz və sağlam damarlar üçün təhlükə olan ateroskleroz inkişaf etdirir. Əksəriyyəti təxminən 14 yaşında yaşayır və infarkt və ya vuruşdan ölür.

Təbiətdə nəşr olunan bir araşdırmada, Koblan, Liu və komandanın qalan hissəsi siçanlarda adenin əsasını redaktə edən müalicədən istifadə edərək, bu səhv T-lərin təsirli faizini DNT, RNT və zülalda C-yə uğurla çevirdilər. toxuma sağlamlığında (ürək daxil olmaqla) və həyat müddətində dramatik yaxşılaşma - siçanlar yalnız bir müalicə ilə təxminən 2½ dəfə daha uzun yaşadılar və normal, sağlam siçanlarda qocalığın başlanğıcına çatdılar. İlk baza redaktorları 2016 -cı ildə Liu laboratoriyasında hazırlanmışdır.

Professor David Liu, "Bizim məlumatımıza görə, progeriyanın heyvan modelində ömrünün bu qədər uzadılması misilsizdir" dedi.

Stephanie Mitchell/Harvard fayl şəkli

Səyləri çox uğurlu olduğu üçün iş yalnız progeriya müalicəsi üçün bir yol təqdim etmir, həm də oraq hüceyrəli anemiya və əzələ distrofiyası kimi digər genetik xəstəliklər üçün yeni gen tənzimləmə müalicələrini sınamaq üçün bir plan təqdim edir.

Riçard Merkin professoru və Merkin Səhiyyədə Transformasiya Texnologiyaları İnstitutunun direktoru, Harvard Universitetinin professoru və professor Liu, "Bizim məlumatımıza görə, progeriyanın heyvan modelində ömür uzunluğunun bu dərəcədə uzadılması misilsizdir" dedi. Howard Hughes Tibb İnstitutunun müstəntiqi.

"Bizim məlumatımıza görə, bu iş çoxsaylı tədbirlərlə progeriya simptomlarının ən güclü şəkildə xilas edilməsi ilə nəticələndi" dedi. "Beş il əvvəl hələ də ilk baza redaktorunun inkişafını bitirirdik. Əgər o vaxt mənə desəydiniz ki, beş il ərzində əsas redaktorun bir dozası heyvanda progeriyanı DNT, RNT, zülal, damar patologiyası və ömür səviyyələrində həll edə bilər, mən deyərdim ki, 'Heç bir yol yoxdur'. Bu işi mümkün edən komandanın fədakarlığının əsl sübutudur. ”

Dörd il əvvəl, Koblan, tədqiqatın ilk müəllifi və Ph.D. İncəsənət və Elmlər Fakültəsi namizədi, progeria hüceyrələrindəki əsas redaktorlarla tinkerlik etməyə başladı, heç bir gözləntisi yox idi. Buna görə də onun kütləvi əməkdaşlığı başlatan orijinal məlumatları çox təəccüblü idi: Bu, onların adenin bazası redaktorunun (Liu laboratoriyasının ixtirası) Frensis Kollinz tərəfindən hazırlanmış siçan modelinin qaraciyər hüceyrələrində xəstəliyə səbəb olan mutasiyaların təxminən 70 faizini düzəltdiyini göstərdi. , progeriyaya səbəb olan DNT mutasiyasını da kəşf edən Milli Sağlamlıq İnstitutunun (NIH) direktoru. Nəticələri görən Liu, Koblandan nömrələri Collins ilə paylaşa biləcəyini soruşdu.

“Bir gün bu, bir növ cəfəngiyat əməliyyatı idi. Birdən -birə, ertəsi gün NIH direktoru ilə əməkdaşlıq edirsiniz. Bir gecədə partladı "dedi tədqiqatın ilk müəllifi Luke Koblan.

Koblan, "Dana Farber Xərçəng İnstitutunun iki postdoktor tədqiqatçısından ibarət olan" Bir gün bir növ darıxdırıcı əməliyyat idi "dedi. Vanderbilt Universiteti Tibb Mərkəzində Kardiovaskulyar Tibb və kağız üzərində müvafiq bir müəllif. "Sonra, birdən -birə, ertəsi gün NIH direktoru ilə əməkdaşlıq edirsən. Bir gecədə partladı”.

İlk həmmüəllif Maykl Erdosun da daxil olduğu NIH komandası Koblan və Braunun təcrübəsini təkrar etdi və eyni ümidverici nəticələr əldə etdi. "Bu gözəl bir sağlamlıq yoxlaması idi" dedi Koblan. Oradan, Progeria Araşdırma Vəqfi ilə birlikdə progeriyalı uşaqlardan dəri hüceyrələri əldə etmək üçün bir araya gəldilər. Müalicə, təsbit edilməmiş hədəflənməmiş mədəni hüceyrələrin təəccüblü 90 faizində mutasiyanı düzəltdi (yəni, gen redaktoru aşkar edilmiş istənməyən düzəlişlərə səbəb olmadı, bu, potensial yeni müalicənin təhlükəsizliyi üçün vacib bir əlamətdir). Çox ümidverici olsa da, komanda hələ də müalicənin canlı heyvanlarda işləyəcəyini yoxlamalı idi. Eyni progeria siçan modelindən (siçanlar xəstəliyə səbəb olan insan lamin A gen variantının iki nüsxəsini daşıyır) istifadə edərək, müalicəni doğumdan üç və ya 14 gün sonra həyata keçirdilər (təxminən 1 və 5 yaşa qədər yetkinlik səviyyəsində analoji olaraq). insanda).

Progeriyalı siçanlar altı aya çatdıqda, xəstəlik artıq qan damarlarının sürətlə pisləşməsinə səbəb oldu. Sağlam hüceyrələr yara izi toxumasından əmələ gəlir. Ancaq komandanın baza redaktoru ilə müalicə olunan siçanlar, bu həssas hüceyrələrin demək olar ki, 100 faiz bərpasını gördülər. "Aortanın kəsikləri vəhşi tipli bir siçandan statistik olaraq fərqlənmirdi" dedi Koblan. Müalicə edilməmiş siçanlar orta hesabla 215 gün (yeddi aydan bir az çox) yaşadı, müalicə olunan siçanlar orta hesabla 510 (18 aydan az) yaşadı - ömrü 137 faiz uzadıldı.

Bütün məlum xəstəliyə səbəb olan mutasiyaların təxminən yarısı tək hərfli səhvlər olduğu üçün (progeriya kimi), digər elm adamları bu araşdırmadan insanlarda daha çox genetik pozğunluqları müalicə etmək üçün əsas redaktorları bilikləndirmək üçün bir bələdçi olaraq istifadə edə bilərlər.

"Ancaq siçanlar, şübhəsiz ki, insan deyil" dedi Collins, tədqiqatın nəticələri haqqında NIH Direktorunun Bloq yazısında. O, texnikanın progeriya üçün müalicəyə səbəb ola biləcəyinə ümid etsə də, müalicənin insanlar üçün təhlükəsiz olmasını təmin etmək üçün daha çox iş görülməlidir.

Komanda, hədəfdən kənar əhəmiyyətli düzəlişlər görməsə də, ən uzun ömür sürən siçanlarda qaraciyər şişləri əmələ gəlmişdir ki, bu da adeno ilə əlaqəli viruslardan (AAV) istifadə edərək genləri qocalığa qədər yaşamağa icazə verilən siçanlara çatdırmaqda məlumdur. Koblan, yan təsirin insanlarda hələ müşahidə edilmədiyini söylədi, lakin təhlükəsiz olmaq üçün insanlar istifadə etməzdən əvvəl siçanlarda olan fəsadları aradan qaldırmağa ümid edirlər. Ayrıca, araşdırmanın başlamasından sonra kəşf edilən bəzi baza redaktorları daha yüksək redaktə səmərəliliyinə malikdir və virusun daha aşağı dozaları ilə təsirli ola bilər. Davam edən və gələcək tədqiqatlar redaktorun hara getdiyini və yeridildikdən sonra necə işlədiyini izləyərkən ən ideal əsas redaktoru, müalicə vaxtını və viral çatdırılma metodunu axtaracaq.

Yenə də bəzi elm adamları tezliklə klinik sınaqlara başlamağa can atırlar. Oğlu Sam progeriyadan dünyasını dəyişən Brown Universitetinin həkimi Leslie Gordon, "Science" dəki bir məqaləsində: "Bunu bu uşaqlar üçün etmək üçün bir yol tapacağıq" dedi. Gordon, araşdırma üçün dəri hüceyrələrini təmin edən Progeria Araşdırma Vəqfini qurdu.

Layihənin ortasında Gordon ilə görüşən Koblan, işinin digər elm adamlarına xəstənin mərkəzi olduğunu xatırlatmaq üçün vacib bir xatırlatma olduğunu söylədi. "İşlədiklərinizin nəticələrini gördükdən sonra nə etdiyinizə və niyə etdiyinizə daha yaxşı baxırsınız" dedi. Bu artıq yalnız intellektual bir problem deyil, "bunu düzgün etməliyəm və etməsəm, nəticələr var."


Hutchinson-Gilford Progeria Sindromu və#8211 Alternativ Birləşmə səbəbiylə sürətlənmiş yaşlanma xəstəliyi

HGPS, qocalmanı sürətləndirən və son dərəcə nadir olan, hər 4-8 milyon körpədən yalnız birində meydana gələn bir çox monogenetik xəstəlikdir. Bununla belə, bu uşaqlarda yığılan eyni protein (adlanır progerin) həmçinin normal yaşlanma ilə dərinizdə qurulur və uzun dalğa uzunluğunda UV işığına məruz qalmaqla öz progerinlə əlaqədar yaşlanmanızı sürətləndirə bilərsiniz! HGPS-də və normal dəridə qocalmanı sürətləndirən mexanizm eynidir. Bu, "Alternativ Splicing" adlanır, lakin əslində, "alternativ heç bir şey" yoxdur. UVA işığı olmadan belə normal yaşlanma ilə baş verir. Bu səbəbdən əvvəlki blog girişində müzakirə olunan "alternativ birləşmə" nin molekulyar mexanizmləri ilə maraqlanmalısınız. Transposable DNT elementləri - 3 -cü hissə.

Bu xəstəlik, sadəcə olaraq, alternativ splicing mövzusunun təkcə bu dəhşətli xəstəliklə doğulan uşaqlar üçün deyil, hamımız üçün nə qədər vacib olduğuna dair bir nida işarəsi qoyur. Alternativ birləşmə də irsi və sporadik Autizm Spektri Bozukluğu hallarında böyük rol oynayır. Depressiya və narahatlıqda da böyük rol oynayır. Şizofreniya, xərçəng, arterioskleroz, şəkərli diabet və yüzlərlə son dərəcə nadir xəstəliklərdə də rol oynayır. Bu səbəbdən, Vince Giuliano və mən bu bloq yazılarını oxucularımıza “alternativ birləşdirməni” başa düşmək üçün yazdıq və alternativ birləşdirmənin necə işlədiyinə dair bir illüstrasiya, “iş hesabatı” kimi HGPS-i seçdik.

Maraqlıdır ki, biz həmçinin progerinlə əlaqəli qocalmanın təzahürlərinin müəyyən sadə tanış kimyəvi maddələrin köməyi ilə ən azı hüceyrə səviyyəsində necə geri qaytarıla biləcəyi ilə bağlı son araşdırmalar haqqında məlumat veririk.

Bu blog girişi bir neçə gizli mövzularda xeyli texniki dərinliyə girdiyindən, vacib mesajların nə olduğunu izləmək asandır. Budur (Vince) gördüyüm kimi bunların siyahısı.

  • HGPS indi sürətlə qocalmanın yaxşı başa düşülmüş modelidir. Bunun molekulyar mexanizmləri və onlar haqqında nə edilə biləcəyi haqqında çox şey bildiyimizi düşünürük.
  • Bir sözlə, HGPS, Lamin A genindəki sirli birləşmə yerində bir nöqtəli mutasiya ilə əlaqədardır. Nəticə istehsaldır progerin əvəzinə Lamin A, normal olaraq parçalana bilməyən quyruqlu bir quyruğu olan bir molekul, yəni daxili hüceyrə strukturlarının bütövlüyündən məsul olan zülallar istehsal edilmir. Lamin A inkişaf etmədikdə və mutant prelamin A (progerin) toplanır, hetrakromin anker zülalları yox olur. Nəticədə, heterokromatin (susdurulmuş DNT ətrafında sıxılmış xromatin) nüvə zərfinə bağlana bilməz. Daha sonra, histonlar susdurulmalı olan DNT -ni susdura bilməz (Məsələn: köçürülən elementlər, yalançı genlər, mikro peyk bölgələri və s.). Nəticədə, köçürülə bilən elementlər aktivləşir və bu, DNT-nin zədələnməsinə və çoxlu əlavə fitnələrə səbəb olur.
  • HGPS, adi yaşlanmanın maraqlı və yüksək məlumatlı modelidir. HGPS -də 15 il ərzində baş verən dəyişikliklər normal olaraq normal fərdlərin dermal hüceyrələrində və damar hüceyrələrində də baş verir, lakin daha yavaş bir sürətlə. Hamımızda yavaş hərəkət edən HGPS var.
  • HGPS, alternativ birləşdirmənin bütün qocalma kaskadını necə tetikleyebileceğini və ya sürətləndirə biləcəyinə dair bir nümunə təqdim edir. O, həmçinin tək bir gen anormallığının bütün qocalma prosesini necə tetikleye bildiyinə dair bir nümunə təqdim edir.
  • HGPS progeriyasını tərsinə çevirən və hüceyrə morfologiyasını və əməliyyatlarını ən azından hüceyrə səviyyəsində normal vəziyyətə gətirən bir neçə məlum maddə var. Bunlardan biri 2011-ci ildə müəyyən edilmiş rapamisindir. Bu yaxınlarda metilen mavisi və kələm-brokoli fitokimyəvi sulfaforafan kimi tanınan maddələr müəyyən edilmişdir. Düzgün mitokondriyal antioksidanlar kimi sadə terapiyalar, HGPS fenotipik simptomlarının hüceyrə səviyyəsində geri çevrilməsinin açarı ola bilər. Bununla belə, hələ ki, bu məlumatın HGPS üçün effektiv müalicəyə çevrildiyi və ya adi qocalma üçün bir terapiya kimi tədqiq edildiyi görünmür.
  • HGPS, müəyyən edilmiş addımlar ardıcıllığını izləyən bir qocalma proqramı ilə hərəkət edir, baxmayaraq ki, əlbəttə ki, bunlar müəyyən qədər stokastik dəyişkənliyə məruz qalır. HGPS və normal yaşlanmanın müqayisəsi, normal yaşlanmanın da proqramlaşdırılmış bir fenomen olduğuna və insan yaşlanmasının tipik dövrünün dəyişməz olmadığına əlavə inam verir.
  • Bu blog, morfolino oligonükleotidlər, sitoplazmik SRSF1 və farnesilasyon inhibitorları kimi bir çox əlaqəli texniki mövzuları araşdırır. Və molekulyar mexanizmləri göstərən çoxlu mürəkkəb diaqramlar var. Zəhmət olmasa, texniki detalların bu mərkəzi mesajları almağınıza mane olmasına imkan verməyin.
  • Daha vacib nəticələrin tezliklə gələcəyinə əmindir. Tədqiqat vəziyyətinin tezliklə yavaşlaması üçün burada bildirilən HGPS üçün müalicə üçün çoxlu səbəblər və ipuçları var. Və bu müddət ərzində normal yaşlanmanı daha da yavaşlatmaqla bağlı bəzi vacib əlavə ipuçları əldə edə bilərik.

Arxa plan olaraq, Vince alternativ birləşmələrə giriş və bunun genomik təkamül kontekstində müzakirəsini blog yazısından bir qədər əvvəl təqdim etdi. Transposable DNA elementləri - Part 3 TEs və digər təkamül mexanizmləri: incRNAs, A -dan I -ə qədər redaktə, alternativ birləşmə və ekzonizasiya. Bir az qədim tarix olaraq, Vince 2009 -cu ildə HGPS -ni təqdim edən qısa bir blog girişi nəşr etdi Progerin, HGPS və mümkün yeni bir yaşlanma nəzəriyyəsi. Hazırkı bloq yazısı onu genişləndirir və yeniləyir.

II. SAM BURNS HAQQINDA

Bu dəhşətli xəstəliyə üz tutmaq üçün normal valideynlərdən dünyaya gələn və HGPS -in afişa uşağı olan Sam Burnsun hekayəsini bölüşmək istərdik. Təəssüf ki, Sem, müasir elmin xəstəliyi yaxşılaşdırmaq üçün göstərdiyi bütün səylərə baxmayaraq, keçən il öldü. Budur onun şəkli və hekayəsi.

Şəkil mənbəyi: Şəkil mənbəyi: 14 yaşında Sem və anası

HGPS diaqnozu qoyulmasına baxmayaraq, həyatla bağlı müsbət münasibəti ilə milyonlarla insanın həyatına toxunan xoşbəxt bir uşaq "Sam" ilə tanış olun. Sağdakı şəkil Samin 14 yaşında anası ilə birlikdə çəkdiyi bir şəkildir. Cəmi 17 yaşında ikən 2014 -cü ildə öldü. Dünyada təxminən 350 insanın Sam kimi HGPS var. Hamısı 20 yaşına qədər ölür. Sem HBO sənədli filmində vəziyyəti haqqında ictimaiyyətə açıqladı, "Sam görə həyat”Və onun haqqında bir kitab yazıldı. Treylerə buradan baxın. HGPS-dən əziyyət çəkən hər kəsin ölümünə səbəb olan bu qorxunc vəziyyətə baxmayaraq, Sem həyata ümidli qaldı və TEDx çıxışı vasitəsilə 30 milyon insanla xoşbəxt həyat yaşamaq haqqında fəlsəfəsini paylaşdı. Onun TEDx söhbəti hazırda verilən 30.000 -dən çox TED danışıqları arasında ən çox baxılan 2 -ci TEDx müzakirəsidir.

Sam, Massachusetts ştatının Foxborough şəhərində yaşadı və hamı kimi liseyə getdi. O, qrupda zərb alətlərində çalırdı və bu, onun sevimli işlərindən biri idi. O, bu yaz məzun olacaqdı. İndi onun dostları və ailəsi tərəfindən canlı xatirə abidəsi yaradılır. Sağ qalsaydı, bu il orta məktəbi bitirəcəkdi. Samin Anası, Brown Universitetinin Pediatriya kafedrasının dosenti, elmlər namizədi Leslie Gordon, Progeria Araşdırma Vəqfinin yaradılmasında böyük rol oynadı. Bu fond rapamisinin Lamin A-nın mutant formasının səviyyəsini azaltdığını göstərən bu yaxınlarda dərc edilmiş araşdırmanı maliyyələşdirdi. progerinHGPS xəstələrinin hüceyrələrində yığılır. Rapamisin, bu xəstəliyin müalicəsinə kömək etdiyi üçün aşağıda təsvir edilən üç strategiyadan biridir.

Sam və Progeria Araşdırma Vəqfi haqqında bəzi istinadlar. Zəhmət olmasa Sam Burnsun verdiyi TEDx söhbətinə baxın. Hamımız üçün çox təsirli və doğrudur.

<iframe eni=�″ hündürlüyü=�″ src=”https://www.youtube.com/embed/36m1o-tM05g” frameborder=𔄢″ allowfullscreen/emfrai>>>>

2015 Sam Bernsin şərəfinə yaşayış abidəsi tikilir HBO sənədli filmi ‘Life görə Sam ’ insanlara nadir hallarda progeriyaya baxdı.

Çox nadir olmasına baxmayaraq, HGPS digər genetik mutasiya xəstəliklərindən daha çox diqqət çəkir, çünki yaşlanmanın normal mənzərəsini bu qədər yaxından "təqlid edir". Normal yaşlanma ilə HGPS arasındakı əsas fərq, bütün "yaşlanma proqramı” HGPS ilə təxminən 15 il ərzində tamamlanır, normal yaşlanma ilə "yaşlanma proqramı” tamamlanması təxminən 100 il çəkir. Normal qocalmış bir neçə insan 122 il yaşaya bildiyi halda, HGPS olan insanların demək olar ki, hamısı 16-20 yaşa qədər ölür. HGPS -də ən çox rast gəlinən nəticələr arasında alopesiya, dəri atrofiyası, dərinin rəngli piqmentasiyası, ümumiləşdirilmiş lipodistrofiya, oynaq sərtliyi, artrit, arterioskleroz, koronar arter xəstəliyi, sol mədəciyin genişlənməsi və vuruşlar kimi normal yaşlanmanı təqlid edən xüsusiyyətlər yer alır. Bununla belə, HGPS uşaqlarda qaşların olmaması, görkəmli gözlər/proptoz, mikroqnatiya, açıq kəllə sümüyü fontanelləri və cinsi yetkinləşmənin olmaması kimi normal qocalmanı “mimika” etməyən unikal tapıntılar da var. Buna görə bəziləri HGPS-i "normal qocalmanın karikaturası"Deyil,"normal qocalmanın surəti.

Əksəriyyətimiz üçün bu semantik fərqə əhəmiyyət vermirik. Həqiqətən "sualına cavab axtarırıq.qocalmanın əsl səbəbi nədir” və bu nadir, lakin faciəli vəziyyətdə bəzi ipuçları tapmağa ümid edirlər. Əvvəlcə dərimizin Sam bədənində toplanan eyni zülalı necə yığdığını və bunun dərimizin və qan damarlarının qocalmasına necə təsir edəcəyini danışacağam.

III. Hamımızın VAR “DƏRMAL PROGERİYA”

Xülasə: Uzun dalğa uzunluğundakı UV işığı (məsələn, aşılayıcı kabin işığı), həm gənc, həm də yaşlı insan dəri fibroblastlarında mutasiya edilmiş prelamin A proteinini istehsal edən alternativ birləşmə və LMNA -nın sirli birləşmə sahəsinin istifadəsinə səbəb olan oksidləşdirici stresə səbəb olur! Bu, dəri yaşlanmasının və dəri xərçənginin əsas səbəbidir.

Açar fərqlər

Daha da dərinləşməzdən əvvəl, bu sahə ilə daha az tanış olanlarınız üçün alternativ birləşdirmə ilə bağlı bir neçə əsas fərqə nəzər salaq:

Alternativ RNT birləşməsi — “RNT birləşdirmə, mRNA tərcüməsindən əvvəl baş verən əsas və dəqiq tənzimlənən transkripsiya sonrası bir prosesdir. Ən azından belə düşünülür 70% İnsan genomunda olan təxminən 25.000 genin alternativ splicingə məruz qalması və orta hesabla müəyyən bir gen 4 alternativ olaraq birləşdirilmiş variantlar – cəmi kodlaşdırma 90,000 -100,000 ardıcıllığı və buna görə də fəaliyyətləri ilə fərqlənən zülallar.

Bir gen əvvəlcə hər iki intronu (əvvəlcədən mRNA işlənməsi zamanı çıxarılması nəzərdə tutulur) və ekzonları (ümumiyyətlə mRNA daxilində saxlanılması nəzərdə tutulur) ehtiva edən genomik DNT-nin bir nüsxəsi olan bir xəbərçi RNT-ə (pre-mRNA) köçürülür. protein ardıcıllığını kodlaşdırmaq üçün).

RNT-nin birləşdirilməsi zamanı ekzonlar ya mRNT-də saxlanılır, ya da tək bir pre-mRNT-dən müxtəlif mRNA-lar silsiləsi yaratmaq üçün müxtəlif kombinasiyalarda xaric olunmaq üçün hədəflənir. Bu proses kimi tanınır alternativ RNT splicing.”

‘RNA splicing xüsusi olaraq xəstəlik şəraitində tənzimlənməmişdir. Bu tənzimləmələrin dəqiq anlaşılması, daha dəqiq diaqnostikanın inkişafı üçün daha təsirli dərmanların və ya yeni biomarkerlərin kəşf edilməsi üçün yeni hədəfləri ortaya çıxara bilər. ”

Spliceosome: “Pre-mRNT splicing, gen transkripsiyasından sonra və mRNT tərcüməsindən əvvəl baş verən vacib, dəqiq tənzimlənən bir prosesdir. Pre-mRNA birləşməsi U1, U2, U4, U5 və U6 snRNPs (kiçik nüvə ribonükleoprotein hissəcikləri) və snRNP olmayan zülalların pre-mRNA üzərində sifarişli yığılması və əlaqələndirilmiş hərəkəti ilə başlayır. Hər bir snRNP hissəcikində kiçik bir nüvə RNT molekulu (snRNA) və bir neçə zülal var. snRNP və qeyri-snRNP kompleksi adlanır spliceosome. Pre-mRNA birləşmə prosesini üç mərhələyə bölmək olar Molekulyar hüceyrə biologiyası kitab daha ətraflı məlumat üçün və ya cizgi filmi – ” Mənbə İnsan Splicing Finder, əvvəlcədən peyğəmbər RNT birləşmə. Siz də yoxlaya bilərsiniz bu əlavə izahatlar.

Şifrəli birləşmə saytı: “Eukaryotik genomlar sirli birləşmə yerləri (css) kimi tanınan çoxlu sayda birləşmə sahələrini ehtiva edir ki, bunlar ümumiyyətlə işlək vəziyyətdə olan və ya yaxınlıqdakı orijinal və ya faydalı birləşmə yerlərinin mutasiyası ilə aktivləşdirilmədiyi təqdirdə yalnız aşağı səviyyələrdə istifadə edilən əlverişsiz yerlərdir (1). , 2). Aktivləşdirildikdən sonra, CSS son dərəcə səmərəli istifadə oluna bilər ki, bu da geniş genetik xəstəliklərə səbəb olur (3-5). Ümumiyyətlə, css-in yaxınlıqdakı güclü birləşmə saytları tərəfindən sıxışdırıldığı və birləşmə yeri seçiminin bir-birinə bağlama maşınları üçün mRNA öncəsi müxtəlif potensial birləşmə sahələri arasında bir rəqabət olaraq qəbul edilə biləcəyi qəbul edilir (1,2). — Çoxlu intronlu genlər üçün xəstəliyə səbəb olan mutasiyaların 50%-ə qədərinin bunu css-in aktivləşdirilməsi, ekzonun atlanması və ya alternativ splicingin pozulması ilə splicing təsir göstərdiyindən şübhələnirlər. (4-7). Css ekzonlarda da, intronlarda da var və onları birləşdirmə maşınları tərəfindən tanınması ümumiyyətlə bağlama sahəsinin tanınmasına bənzəyir və həm bağlama yerində, həm də bu bölgənin xaricində gücləndirici və səsboğucu ardıcıllığındakı məlumatlara bağlıdır (8-10). & #8221 2011-ci il nəşrindən Kriptik birləşmə saytları və split genlər.

HGPS və progerinin normal yaşlanma ilə çox əlaqəsi var

2006-cı ilə qədər heç kim həqiqətən HGPS ilə normal yaşlanma arasında çox həqiqi üst-üstə düşdüyünü düşünmürdü. Axı bir çox mütəxəssis bu xəstəliyin normal yaşlanmaya bənzəmədiyini söyləyərək HGPS -ni "qocalma karikaturası" adlandırdı. Yaşlanma biologiyasını öyrənən mütəxəssis alimlər belə düşünmürdü progerin, normal yaşlanmaya məruz qalan hüceyrələrdə yığılmış prelamin A-nın mutant forması. Bu gün heç kim bunu demir. Bir neçə müstəqil tədqiqat qrupu 2006 və 2013-cü illər arasında məlumatları dərc etdikdən sonra bütün bu köhnə "doqma" pəncərədən atıldı. progerin yaşlanma ilə normal dəri hüceyrələrində toplanır və HGPS-nin eyni hüceyrə və molekulyar xüsusiyyətlərini tetikler (bunlar aşağıda 3-cü bölmədə ətraflı izah ediləcək). İşdə "dogma" nı aşan tədqiqatlar:

2006 İnsan Qocalmasında Lamin A-Asılı Nüvə Qüsurları. NIH laboratoriyalarından Scaffidi və Mistelli göstərdi ki, 11-ci ekzonda eyni sirli birləşmə yeri LMNA gen sağlam fərdlərdə spliceosom tərəfindən istifadə edilir və hər kəsdə normal yaşlanmaya kömək edir. Bu alternativ birləşmə yeri HGPS-də konstruktiv olaraq istifadə edildiyi halda, o, normal qocalmada yalnız nadir hallarda istifadə olunur, lakin HGPS ilə eyni nüvə qüsurlarını yaradır (anormal nüvə forması, histon modifikasiyalarında dəyişikliklər və artan DNT zədəsi).

2007 – Hutchinson-Gilford Progeria'ya səbəb olan A Lamininin Mutant Forması İnsan Dərisində Hüceyrə Yaşlanmasının Biomarkeridir. McClintock və Kolumbiya Universiteti, Brown Universiteti və NIH-dən bir qrup yeni doğulmuşdan 97 yaşa qədər normal fərdlərdə bir sıra biopsiya apardılar, progerin mRNA və progerin zülal səviyyələrinin aşağı səviyyələrdə bütün yaş qruplarından olan 150 dəri biopsiyasında ölçülə biləcəyini göstərdi, lakin progerin zülalının ilk növbədə gənclərdə bazal membrana və papilyar dermisə yaxın dermal fibroblastlar alt dəstəsində dəridə lokallaşdırıldığını, yaşlanma ilə isə progerinli dermal fibroblastların sayının artdığını və yaşlı xəstələrdə dərin retikulyar dermisə qədər uzandığını göstərir. Onlar progerinin normal hüceyrə qocalmasının biomarkeri olduğunu və "terminal diferensiasiya" və hüceyrə qocalması ilə əlaqəli olduğunu sənədləşdirdilər.

2013 – Longwave UV İşığı Yaşlanma ilə əlaqəli Progerini əmələ gətirir Takeuchi və Runger, UVA işığının (315-400nm) olduğunu, ancaq UVB olmadığını, UVA işığına məruz qalan bütün hüceyrələrdə progerin ifadəsinin və HGPS kimi dəyişikliklərin meydana gəldiyini, ancaq daha yaşlı hüceyrələrdə olduğunu göstərdilər. Molekulyar mexanizm reaktiv oksigen növlərinin UVA induksiyası idi LMNA pre-mRNA-nın alternativ birləşməsinə və sonradan progerin zülallarının istehsalına səbəb olan (tək oksigen). UVA radiasiyasının tək dozası artdı progerin istehsal 2,5-2,7 dəfə artdı, ancaq bu artım səviyyələrə səbəb olmadı progerin HGPS xəstələrindən əldə edilən dəri hüceyrələrində ilkin olaraq görüldüyü kimi progerin mRNA səviyyələri 47.5 qat daha yüksək idi. Üstəlik, artan səviyyələr progerin mRNA, gənc dəri fibroblastlarında 24 saat ərzində normallaşdı, ancaq yaşlı xəstələrdə və ya HGPS xəstələrində normal dəridə olmadı. Bu araşdırmanın yaxşı hazırlanmış bir hissəsi, artım olduğunu sübut etdi progerin mRNA idi yox ifadəsindəki ümumi artım səbəbiylə LMNA gen, normaldan bəri LMNA pre-mRNA UVA və ya UVB işığına məruz qalma ilə artmadı (başqa sözlə, UV işığı transkripsiyanı artırmır) LMNA gen, lakin LMNA geninin alternativ birləşməsini dəyişir).

Takeuchi və Runger tərəfindən edilən bu əlamətdar araşdırmada bəzi "yaxşı xəbərlər" var idi. Onlar normal dermal fibroblast hüceyrələrində təcrübəni təkrarladılar, lakin onlara bir antioksidant əlavə etdilər in vitro təkli oksigen sərbəst radikallarını (natrium azid) söndürən tədqiqat. Bu, UVA işığına məruz qaldıqdan sonra progerin istehsalını tamamilə maneə törətdi, ancaq dermal fibroblastlarda ilkin progerini azaltmadı. Bu araşdırma bu fikri təsdiq edir Antioksidanlar dərinin qocalmasının qarşısını almağa kömək edə bilər, lakin müalicə etmir.

Xülasə: Yuxarıdakı tədqiqatlar, exon 11 -də şifrəli birləşmə sahəsinin istifadəsinin 0 ilə 97 yaş arasında normal yaşlanma ilə baş verdiyini göstərir və bu, LMNA pre-mRNA, normal dəri yaşlanması ilə progerin zülalları istehsal edir. O, həmçinin göstərir ki, UVA işığı (315-400 nm) bu fenomeni sürətləndirir, lakin alternativ birləşməyə səbəb olmayan UVB işığı (DNT və RNT-yə zərər verən) deyil. Əvvəlki tədqiqatlar göstərdi ki, UVC həmçinin apoptozu və hüceyrə proliferasiyasını tənzimləyən bir neçə genin alternativ birləşməsinə səbəb olur (ekson 4-də atlama PIG3 transkriptlər, alternativ birləşmə MDM2MDM4 transkriptlər, alternativ birləşmə ABL1, CHEK2,MAP4K2 transkriptlər). Beləliklə, HGPS ilə normal yaşlanmanın heç bir oxşarlığı olmayan "köhnə dogma" açıq şəkildə səhvdir və tərk edilmişdir.

IV. HAMIMIZDA “VASKULAR PROGERİYA“

Xülasə:LMNA geni alternativ olaraq qan damarlarımızda telomerin qısalmasına səbəb olan hüceyrə qocalması və 3 digər alternativ olaraq birləşdirilmiş genlərlə birləşir. Hamımız HGPS-də olduğu kimi eyni növ progeriyaya sahibik. Sadəcə çox yavaş işləyir.

A. Giriş

Bu yaxınlarda Olive və həmkarlarının nəşri göstərdi ki, progerin arterial divarların adventisiyasında bir neçə hüceyrədə yığılır, progerin bir aylıq yeni doğulmuş körpənin hər 1000 hüceyrəsindən yalnız 1-də, 1000 hüceyrədən 20-də olur. 97 yaşına qədər. Artım illik 3.34% artım təşkil etmişdir. Maraqlıdır ki, bu hüceyrələrdəki progerin sitoplazmada toplanırdı ki, bu da mutant zülalın təkrarlanan mitotik hadisələrdən sonra zamanla yığıldığını göstərirdi. Bu hüceyrələr təhlil edildikdə, normal, sağlam könüllülərdən gələn bu endotel hüceyrələrində exon 11 -də eyni şifrəli birləşmə yerinin istifadə edildiyi aydın oldu. HGPS olmayan xəstələrdə koronar qan damarlarında adventisiya, media və lövhədə əmələ gələn progerinin fotomikroqrafı budur:

İstinad: 2010 Hutchinson-Gilford Progeria'da Ürək-Damar Patologiyası: Yaşlanmanın Damar Patologiyası ilə Korrelyasiya “…Əhəmiyyətlisi, progerin HGPS koronar arteriyalarında daha yüksək nisbətlərdə aşkar edilsə də, HGPS olmayan şəxslərdə də mövcud idi. Bir aydan 97 yaşa qədər progerin boyanması ildə ortalama 3.34% artmışdır (P<0,0001) koronar arteriyalarda. — Nəticə: Biz həm HGPS, həm də yaşlı xəstələrdə ürək-damar patologiyasının bir çox aspektləri arasında uyğunluq tapırıq. HGPS tipik CVD -dən daha qabarıq bir adventitial fibroz yaradır. HGPS olmayan gənc fərdlərdə həyat boyu əhəmiyyətli dərəcədə artan damar progerin nəsli, progerinin ümumi əhalinin CV yaşlanmasında rolu olduğunu güclü şəkildə göstərir.”.

Başqa bir son araşdırma, hüceyrələrin qocalmasını aktivləşdirdiyini göstərdi LMNA sirli birləşmə tərəfi və progerin istehsalına səbəb olur, ölümsüzləşdirilmiş hüceyrələr isə progerin istehsalını basdırır. Hüceyrə qocalmasının səbəbinə yaxından baxdıqda, progerin istehsalının telomerin qısalmasından asılı olduğunu göstərdilər. Xüsusilə, bu, hüceyrə yaşlanmasının onkogen (H-rasV12) və ya normal telomerləri olan hüceyrələrdə hüceyrə qocalmasına səbəb olan HDAC inhibitoru olan natrium butirat tərəfindən törədildikdə baş verir. Buradan alınan məlumatlar:

Ən maraqlı araşdırma, necə edildiyini göstərən son nəşr oldu 4 əsas gendə alternativ birləşmə endotel hüceyrə qocalması ilə baş verir. Qocalma ilə əlaqəli alternativ birləşməyə məruz qalan bu 4 gendən biri LMNA pre-mRNT-dir.. Bu araşdırma aşağıda ətraflı təsvir edilmişdir.

B. Alternativ Splicing Endotelial Qocalmada Rol Oynayir

SRSF1, endotel hüceyrələrində nə qədər və hansı növ alternativ birləşmənin baş verdiyinin tənzimləyicisi kimi görünür.

Alternativ birləşmənin endotelin qocalmasında rol oynaması ehtimalı son 8 il ərzində bir sıra əsaslı kəşflərə səbəb olan bir araşdırma selinə səbəb oldu. Xüsusilə, ən az 4 gen pre-mRNA-nın alternativ birləşməsinin endotel hüceyrə yaşlanmasında, aterosklerozda, hipertoniyada, koronar arter xəstəliyində, serebrovasküler xəstəlikdə, yeniləmə damar xəstəliyində və periferik arter xəstəliyində böyük rol oynadığına dair güclü sübutlar var. Aterosklerotik xəstəliyi əhatə edən genlərin alternativ birləşməsini nəzarət edən ən çox öyrənilən birləşdirmə faktoru serin-arginin birləşmə faktoru 1-dir (SRSF1). SRSF1 pre-mRNT-nin həm “konstitutiv splicing”ində, həm də “alternativ birləşməsi”ndə rol oynayır, lakin hüceyrədə bir çox digər qeyri-aralıq rollara da malikdir (mRNT nüvə ixracı, mRNT sabitliyi, mRNT keyfiyyətinə nəzarət, mRNT tərcüməsi, saxlanması genomik sabitlik və onkogen transformasiya.

C. Alternativ olaraq endotel hüceyrələrində birləşən dörd genin nümunələriendotel hüceyrələrinin qocalmasına, ateroskleroza, CAD, hipertoniya, insult və s.

Endotel hüceyrələrinin qocalmasında rol oynayan daha alternativ olaraq birləşdirilmiş genlər tapıla bilsə də, indi ən azı dörd genin SRSF1 tərəfindən tənzimlənən alternativ birləşməyə məruz qaldığı aydındır. Buraya damar endotelial böyümə faktoru A (VEGFA), toxuma faktoru (TF) geni (T3), lamin A geni (LMNA), və endoglobin geni (ENG). Maraqlıdır ki, bu dörd genin hər biri fərqli bir alternativ birləşmə keçir. Bu səbəbdən, kəşf edilmiş müxtəlif növ alternativ birləşmələri araşdırmaq üçün yaxşı vaxtdır.

C1. Toxuma faktoru geni (T3) Bir nümunə "ekson atlama" hüceyrə qocalmasını əhatə edən əsas endotel genində

Doku faktoru genindən əmələ gələn zülal (T3) qan laxtalanmasının əsas təşəbbüskarıdır. Aterosklerozda, qismən Doku Faktoru zülalına (TF) bağlı olan hiperkoaquabilite vəziyyəti mövcuddur. Normalda TF transmembran qlikoprotein kimi ifadə edilir və qan dövranına ifraz olunmur, lakin toxuma travması baş verdikdə və ya qanda iltihabəleyhinə sitokinlər olduqda, TF-nin həll olunan forması endotel hüceyrələri tərəfindən istehsal olunur və ifraz olunur. TF zülalının bu həll olunan forması, SRSF1 -in aktivləşməsi nəticəsində yaranan alternativ birləşmə nəticəsində yaranır. SRSF1 aktivləşdirildikdə və ya həddindən artıq ifadə edildikdə, mRNA-dan əvvəl birləşmə zamanı exon #5 "atlanır". Exon #4, həll olunan bir TF formasının istehsalına gətirib çıxaran "translational frameshift" ilə bir mRNA istehsal edən exon #6 ilə birbaşa bağlıdır. Alternativ birləşmənin "exon atlama" növü T3 gen aşağıda göstərilmişdir:

Sirkulyasiya edən iltihablı sitokinlərin nəticələrindən biri, dərin ven trombozu (DVT) və infarkt və vuruşlu arterial laxtalardır. SRSF1 tərəfindən idarə olunan iltihab əleyhinə sitokin səbəb olan alternativ birləşmə, exon #5-in atlanmasına gətirib çıxarır. T3 gen, bununla da Toxuma Faktorunun (TF) həll olunan, ifraz olunan formasını yaradır. Bu fenomen endotelin qocalmasına və ateroskleroz adlanan xəstəliyə kömək edir.

C2. Damar endotelial artım faktoru A geni (VEGFA)Hüceyrə qocalmasını ehtiva edən əsas endotel genində anormal 3 'birləşmə yeri (3'-SS) seçiminə bir nümunə.

VEGF geni, normal olaraq yalnız angiogen rola malik olduğu düşünülən məşhur böyümə faktoru genidir. Ancaq bu, böyük bir yanlış fikirdir! The VEGFA Gen necə bağlandığından asılı olaraq ya pro-angiogenic ya da anti-angiogen ola bilər. The VEGFA gen, exon #8 terminalında alternativ birləşmə sahələri tərəfindən yaradılan iki izoform ailəsi istehsal edir. IGF-1 siqnalına cavab olaraq, SRSF1 inhibe edilir və spliceosome, VEGF (aka VEGFa) pro-angiogenic izoformu istehsal edən exon 8-də 3 'proksimal birləşmə yerini (PSS) seçir. Bununla birlikdə, TGF-beta siqnalizasiyası baş verərsə və IGF-1 siqnalını üstələyirsə, SRSF1 aktivləşdirilir və sonra exon 8-də VEGFb adlı anti-angiogen izoformu istehsal edən 3 'distal birləşmə yerini (DSS) seçir. Burada iki alternativ birləşmə yerini göstərən bir diaqramdır VEGF pre-mRNA:

VEGFA haqqında nəticə: IGF-1, 8 nömrəli ekzonda proksimal 3' birləşmə sahəsinin istifadəsinə səbəb olur və SRSF1-i inhibə edərək, pro-angiogenik olan damar endotelial böyümə faktoru izoformunu istehsal edir. TGF-beta bu təsiri söndürür, SRSF1-i aktivləşdirir, o, 8-ci ekzonda distal 3' birləşmə yerini seçərək, anti-angiogenik olan damar endotel böyümə faktoru izoformunu istehsal edir. Fenomenlər endotel hüceyrələrinin qocalması ilə baş verir.

C3. Endoglin geni (ENG) Bir nümunə intron tutulması hüceyrə qocalması ilə əlaqəli əsas endotel hüceyrə genində — TGF-beta vasitəçiliyi ilə damar fibrozu, endotelial telomerazın bastırılması və varikoz damarlarını izah edir!

Endoglin, endotel hüceyrələrinin səthində olan TGF-beta üçün köməkçi bir reseptordur. Damarların yenidən qurulmasında və angiogenezdə əsas rol oynayır. Bu gendəki mutasiyalar "I tip irsi hemorajik telangiektaziya" adlı qorxunc bir xəstəliyə səbəb olur. ” Bu xəstəliyin fenotipi damar qüsurlarıdır. Endotel hüceyrələri qocalmadıqda, "L-endoglin" adlı genin pro-angiogenik uzun izoformunu ifadə edirlər. Bununla birlikdə, endotel hüceyrələri qocaldıqda, antiangiogen və pro-fibrotik olan "S-endoglin" adlı zülalın alternativ olaraq birləşdirilmiş versiyasını ifadə edirlər. L-endoglin və S-endoglin pre-mRNA transkriptləri arasındakı fərq, exon #13 və #14 arasındakı intronun daxil edilməsini əhatə edir. Bu intron xaric edilsə, L-endoglin alırsınız və protein məhsulu pro-angiogenikdir. Bu intron, spliceosomun SRSF1 aktivləşməsi səbəbiylə daxil olarsa, S-endoglin və qan damar divarının fibrozunu əmələ gətirən bir protein məhsulu alırsınız. Bunun necə işlədiyinə dair təfərrüatlar valehedicidir, çünki o, telomeraz geninin (hTERT) TGF-beta/Smad3/c-myc siqnalına cavab olaraq endotel hüceyrələrində niyə aşağı tənzimləndiyini izah edir.

Bu S-endoglin alternativ birləşmə səbəbli təsiri də TGF-beta siqnalına görə varikoz damarlarının niyə meydana gəldiyini izah edir. Bununla belə, bunun necə işlədiyinin təfərrüatları mürəkkəbdir və alternativ birləşdirməyə bu girişdən kənardır. Bununla belə, daha çox məlumat üçün aşağıdakı istinadlardan bəzilərinə baxın.

Haqqında nəticə ENG: Endoglobin geni, endotel hüceyrələrində fibroz, endotel qocalması, varikoz damarları və telomer qısalması ilə əlaqəli bir böyümə faktoru olan TGF-beta üçün köməkçi reseptoru kodladığı üçün endotel hüceyrələrində əsas rol oynayır. The ENG gen transkriptləri, SRSF1 birləşmə faktorunun aktivləşməsindən asılı olaraq, demək olar ki, əks təsir göstərən iki zülal istehsal edərək alternativ birləşmə keçir. SRSF1 aktivləşdirilmədikdə ENG pre-mRNT normal splicingə məruz qalır. SRSF1 aktivləşdirildikdə, TGF-beta/Smad4/c-myc siqnalını dəstəkləyən bir protein istehsal edən 13 və 14 nömrəli ekzon arasındakı intron daxil olur. Bu yol qan damar divarının fibrozuna, endotel hüceyrələrində hTERT geninin aşağı tənzimlənməsinə və varikoz damarlarının patologiyasına gətirib çıxarır. Bütün bunlar bir intronun daxil edilməsi ilə başlayır!

C4. Lamin A geni (LMNA) Hüceyrə qocalması ilə əlaqəli əsas endotel hüceyrə genində alternativ 5' birləşmə yeri (5'-SS) seçimi nümunəsi

Lamin A geni, bütün məməlilərin hüceyrələrində hər zaman ifadə olunur, çünki nüvə zərfinin əvəzedilməz bir struktur üzvüdür. HGPS-də göründüyü kimi, normal dəri fibroblast yaşlanmasında və UVA səbəbli dəri fibroblast yaşlanmasında, exon #11-də eyni şifrəli birləşmə yeri endotel hüceyrə yaşlanmasında (qocalma) da istifadə olunur. Burada SRSF1, oksidləşdirici stresə (ROS) cavab olaraq şifrəli birləşmə sahəsinin istifadəsini tetikler. Bu, 150 nukleotid qısa bir pre-mRNA və 50 amin turşusu olmayan bir prelamin A proteini istehsal edir. Prelamin A -nın bu daha qısa versiyası, nüvə zərfinə daxil edilə bilməyən mutant bir A prelamin formasına gətirib çıxaran normal A prelaminin post -translational modifikasiyasında son 4 mərhələnin sonundan keçmir. Nəticədə, mutant A prelamin hüceyrədə yığılır və endotel hüceyrə qocalmasına səbəb olur. Budur, bu anormal 5' əlavə yer seçiminin təsviri LMNA gen.

D. SRSF1-in yaratdığı alternativ birləşməni nə tetikler? Hüceyrə qocalması və hüceyrə stressi sitoplazmik SRSF1-in vasitəçiliyi ilə alternativ birləşməyə səbəb olur. Nəticədə, əslində hüceyrə qocalması ilə meydana gələn sitoplazmada SRSF1 yığılmasıdır.

D1. SRSF1 -in bir çox "işi"? SRSF1-in nüvədə 5 "iş" və sitoplazmada 2 "iş" var.

İndiyə qədər alternativ birləşmənin vacib bir mövzu olduğuna əmin olduğunuzu ümid edirik. Cavab verdiyimizdən daha çox sual verdik. Bununla birlikdə, SRSF1 -in alternativ birləşdirmə oyununda əsas "oyunçu" olduğu indiyə qədər aydın olmalıdır. Bəziləri SRSF1 -in bu "gen kartları" oyununda "exon kartları" qarışdıran "kart satıcısı" olduğunu söyləyəcəklər. SRSF1 -i "birləşdirici faktor" adlandırmaq çox kobud bir fikirdir! SRSF1-in yerləşdiyi yerdən asılı olaraq bir çox fərqli funksiyaya malik olduğu göstərilmişdir. Hüceyrə nüvəsində o, normal alternativ birləşməni, miRNT-nin işlənməsini, cəfəngiyyatla əlaqəli RNT parçalanmasını və mRNP ixracını idarə edir. Sitoplazmada mRNA tərcüməsinin başlanmasını artıran mTOR -u aktivləşdirir. Sitoplazmada onun başqa bir funksiyası sitoplazmada olan kiçik spliceosomda mRNT-nin birləşdirilməsinə vasitəçilik etməkdir. SRSF1-in malik olduğu bu 7 “işdən” 6-nın diaqramı:

Şəkil istinad: 2014 RNA Metabolizması və Xərçəngində SRSF1, Birləşdirmə Faktoru və Onkoproteinin Fəaliyyət göstərən Fonksiyonları “Şəkil 2. Çoxfunksiyalı SR proteini SRSF1. SRSF1-in nüvədə və sitoplazmada birləşmədən asılı və müstəqil funksiyaları. EJC, ekzon qovşağı kompleksi NFX1, nüvə mübadilə faktoru 1 NPC, nüvə gözenek kompleksi PTC, vaxtından əvvəl bitmə kodonu. ”

SRSF1 və bağlayıcı tərəfdaşlarının protein qarşılıqlı təsirlərinin siyahısı:

İndiyə qədər əminik ki, SRSF1-i nəyin aktivləşdirdiyi ilə maraqlanırsınız? Sadə cavab, SRSF1-in "qurucu birləşmə" və ya "stresdən qaynaqlanan birləşdirmə" etməsindən asılıdır. SRSF1 hər iki növ birləşmə hadisəsi üçün zəruridir, buna görə də SRSF1-in vasitəçiliyi ilə konstitutiv splicing hadisələrinin baş verməsi üçün hüceyrə stressinin baş verməsi lazım deyil. Alternativ birləşmə ilə, adi tetikleyiciler stressdir. Təkcə oksidləşdirici stress deyil, digər stressorlar da SRSF1-i aktivləşdirə bilər, məsələn, onkogen stress, UV-induksiya etdiyi stress, rentgen şüalarının yaratdığı stress və osmotik stress. Bununla belə, SRSF1 həm konstitutiv, həm də alternativ birləşmə baş verməzdən əvvəl başqa bir qoşma faktoru ilə fosforlaşmaya məruz qalmalıdır. Clk/Sty 1,2,3 və 4 kinaza SRPK 1 və 2 kinaza və topoizomeraz I də daxil olmaqla, xüsusi yerlərdə SRSF1-i fosforilləşdirən bir neçə ferment var. SRSF1 həmçinin SRPK1 və ya 2 SRSF1 və ya 2 fosfatazalar 1 və 2 fosfatazları ilə defosforilləşir. SRSF1 nüvə nəqlini təşviq edən xüsusi bir sayt. Faktiki daşınma "Transportin-SR" adlı nəqliyyat zülalı ilə baş verir. Clk/Sty kinazlar, nüvədə SRSF1 fosforilləşdirir. Bu, SRSF1-i nüvə ləkələrindən aktiv transkripsiya sahələrinə köçürür və burada birləşməyə kömək edir. Aşağıda SRSF1-in ekson atlamasında təsirinin qrafiki verilmişdir MDM2 MCF-7 hüceyrələri SRSF1-in siRNA yıxılması ilə və sökülməsi olmadan UV işığı ilə şüalandıqda baş verən pre-mRNA ekson 11.

D2. SRSF1 anlayışının açarı: Yer, Yer, Yer!

Hüceyrə stressinin mənbəyindən daha vacib olan SRSF1-in yeridir. Daşınmaz əmlakda dedikləri kimi, 3 açar "yer, yer, yer”. Eyni şey SRSF1 üçün də keçərlidir. Normalda SRSF1 həm sitoplazmada, həm də nüvədə olur. Nüvədəki əsas spliceosome zülallarını fosforiləşdirə bilər (normal mRNA-nın normal birləşməsini tetikler) və ya sitoplazmadakı kiçik spliceosome zülallarını fosforiləşdirə biləcəyi sitoplazmada qala bilər (mRNA-nın alternativ birləşməsini tetikler). SRSF1-in sitoplazmada qaldığını və ya hüceyrə nüvəsinə köçməsini nə müəyyənləşdirir? SRPK1 və Clk/Sty protein kinazları bunu müəyyən edir. SRPK1, hüceyrə stresinə cavab olaraq SRSF1 -ni fosforilləşdirmək üçün sitoplazmada olması lazım olan başqa bir vacib birləşdirici faktordur. Stresin "dozası" çox böyük deyilsə, SRPK1 sitoplazmada qalır və davamlı olaraq SRSF1 fosforilləşdirir. SRSF1 SRPK1 tərəfindən fosforlaşdıqdan sonra, "Transportin-SR" adlı bir nəqliyyat proteini SRSF1-ə bağlana və hüceyrə nüvəsinə "daşıya" bilər. SRSF1 hüceyrə nüvəsinə köçərkən, "nüvə ləkələri" adlanan heterokromatin qranullarında lokallaşdırılır. Beləliklə, SRSF1 -in SRPK1 tərəfindən fosforlaşması, SRSF1 -in hüceyrə nüvəsinə köçməsinə və "konstitusiyalı birləşmə" hadisələrində iştirak etməsinə imkan verir.

Beləliklə, “yer, yer, yer” normal splays üçün qayda SRSF1-in nüvə lokalizasiyasıdır, burada SRSF1 normal birləşməyə vasitəçilik edir. Bu aşağıdakı diaqramda göstərilmişdir:

D3. Yüksək dozalı stress ilə nə baş verir?Sitoplazmik “Məkan, Yer, Yer ”SRSF1

Hüceyrə stressinin dozası kifayət qədər yüksək olduqda (ROS, UV, X-şüaları, osmotik stres, istilik və s. Səbəbiylə), p53 və Rb-nin vasitəçilik etdiyi yoxlama nöqtəsi yolunu tetikleyebilir. Bu hüceyrə qocalmasını tetikler. (Hüceyrə qocalması ilə bağlı hərtərəfli bir müzakirə bu blokun əhatə dairəsindən kənardır). Bu baş verdikdə, SRPK1 bağlayıcı tərəfdaşlarından (istilik şoku zülalları və koşaperonlar) sərbəst buraxılır və Akt tərəfindən fosforlaşdırılır. Bu, SRPK1 -in nüvə lokalizasiyasını tetikler. Bu baş verdikdə, SRPK1 artıq SRSF1-i fosforlaşdıra bilməz və nəticədə SRSF1 nüvəyə köçə bilməz. Nəticədə, daha çox SRSF1 sitoplazmada geridə qalır. Bu "paradoksal" səslənir, amma əslində bu baş verir. SRSF1, əslində bəzi mRNA -nın sitoplazmasında alternativ birləşməni modulyasiya edə bilər. ENG mRNT, çünki bu, kiçik spliceosomu əhatə edir.

E. Hansı digər amillər Exon Skipping vs Exon Inclusion'ı müəyyən edir – RNT Polimeraz II-yə təsir edən UV işığı və Topoizomeraz inhibitorları

UV işığı və genotoksik stress kimi hüceyrə stresləri də SRSF1 və SRPK1-dən başqa digər molekulyar mexanizmlər vasitəsilə alternativ birləşməyə təsir göstərə bilər. Bunun bir nümunəsi, ultrabənövşəyi işığın və ya kamptotesin kimi topoizomeraz I inhibitorlarının ekson atlamasına və ya ekzonun daxil olmasına necə təsir etməsidir. UV işığı və ya kamptotesin, RNT transkriptini DNT -dən kopyaladığı üçün RNT Polimeraz II uzanma sürətini yavaşlatdı. RNT Polimeraz II sürətli bir sürətlə transkripsiya edərkən, bəzən ekzon atlaması baş verirdi. Kolon xərçəngi və ya döş xərçəngi hüceyrələrinə UV işığı və ya kamptotesin tətbiq edildikdə in vitro, exon atlama baş vermədi. Bunun necə baş verdiyinin təfərrüatları burada təqdim etmək üçün çox mürəkkəbdir. Bunu daha ətraflı araşdırmaq istəyənlər üçün bir istinaddır.

İstinad və şəkil mənbəyi: 2013 Pre-mRNA emal faktorları DNT zərər reaksiyasına cavab verir. “Şəkil 2. DNT zədələnməsi, RNAPII -nin fosforlaşma vəziyyətini və transkripsiyanın uzanma sürətini modulyasiya etməklə birləşmə qərarlarını təsir edir. CPT səbəbli Top1ccs, RNAPII üzərində dərhal və spesifik təsir göstərir. CPT RNAPII-nin ən böyük alt bölməsinin (Rpb1) yüksək dərəcədə fosforlaşmasını tetikler (Baranello et al., 2010). Ultrabənövşəyi (UV) şüalanma, RNAPII karboksi-terminal sahəsinin (CTD) hiperfosforilasiyası və sonradan transkripsiya uzanmasının inhibəsi yolu ilə p53-dən asılı olmayan şəkildə kotranskripsiya alternativ birləşməsinə təsir göstərir (Muñoz və digərləri, 2009).

Xülasə: Bu bölmədə, HGPS olmayan normal fərdlərin qan damarlarının divarlarında xronoloji yaşlanma funksiyası olaraq progerinin toplandığına dair elmi dəlilləri açıq şəkildə göstərdik. Adventisiyada progerinin ən yüksək konsentrasiyası olmasına baxmayaraq, media və intimada da toplanır. Qan damarlarının divarlarında Progerin yığılması doğuş zamanı hər 1000 hüceyrədən yalnız birini təsir edir və ildə 3.34% artar. Endotel hüceyrələri bölündükdə, progerini sonrakı nəsil qız hüceyrələrinə "ötürür". Qısa telomerlər tərəfindən induksiya edilən, lakin onkogenlər tərəfindən törədilən hüceyrə qocalması, gizli birləşmə sahəsinin aktivləşməsi üçün zəruri tetikleyicidir. LMNA exon 11. Ən azı 3 digər gen endotel hüceyrə qocalması ilə alternativ birləşmə keçirir – VEGFA, ENG və T3. Bu 3 gen və LMNA hər biri alternativ olaraq müxtəlif yapışdırma üsulları ilə birləşdirilir və hər biri aşağıdakı alternativ birləşmədən keçir:

Bu dörd genin hamısı, alternativ birləşmə, miRNA emalı, nüvədən RNP ixracı, nukleolar stres reaksiyası, mənasız vasitəçiliylə mRNA çürüməsi daxil olmaqla müxtəlif hüceyrə fəaliyyətlərində iştirak edən bir birləşdirici protein olan SRSF1-in sitoplazmik lokalizasiyası ilə əmələ gəlir. nüvə və sitoplazmada mTOR aktivasiyası. Xülasə olaraq, SRSF1 alternativ birləşmə və hüceyrə yaşlanmasında əsas rol oynayır.

V. HGPS: ALTERNATİV BİRLİKLƏNMƏNİN BÜTÜN QOŞLANMA ŞƏLKƏDİNİ NECƏ TƏQDİYƏ EDƏ BİLƏR VƏ SÜRƏTLƏNDİYİNİN NÜMUNƏSİ

Xülasə:HGPS-də qocalmanın tetikleyicisi, farnesilləşdirilmiş “quyruğundan” (zülalda “kəsmə yeri” yoxdur) xilas ola bilməyən tək mutant zülaldır. Prelamin A -nın "açılmamış", farnesylated versiyası yığılır və yaşlanmanın sürətlənməsinə səbəb olur.

HGPS -dən öyrənə biləcəyimiz ilk açıq dərs budur:tək bir gen anomaliyası bütün yaşlanma proqramını tetikleyebilir. " Bu o demək deyil ki, qocalma sadəcə kosmosdakı sirli mutasiya ilə bağlıdır LMNA gen, əksinə, bir sirli birləşmə yeri bütün yaşlanmaya səbəb ola bilər. HGPS bunu edə biləcək yeganə xəstəlik deyil. Tamamilə fərqli genlərdə tək nöqtəli mutasiyalar səbəbiylə bir çox digər xəstəlik də eyni şeyi edə bilər (Məsələn: Werner sindromu, Cockayne sindromu, kseroderma pigmentosum, Fanconi anemiya və s.). Ancaq bu digər mutasiyaların heç biri bu qədər gənc yaşda ya da normal yaşlanmaya bənzər bir "yaşlanma fenotipi" meydana gətirmir. Məsələn, Werner sindromu normal qocalma kimi görünən, ancaq həyatın sonunda meydana çıxan sürətlənmiş bir qocalma fenotipini əmələ gətirir (Buna görə də Werner sindromuna tez -tez "yetkin progeriya" deyilir). HGPS vəziyyətində yaşlanma tetikleyicisi Lamin A adlı zülal kodlaşdıran gen üçün ekzonda nöqtə mutasiyasıdır (LMNA). LMNA nüvə formasını və DNT təşkilatını qorumaq üçün lazım olan nüvə sitoskeletinin əsas struktur komponentinin kodlarını. Nüvənin bu 3B quruluşunun qorunması normal hüceyrə funksiyası üçün çox vacibdir.Lamin A, Lamin B və Lamin C, nüvənin 3D strukturunu yaradan bir neçə digər Lamin zülalları ilə birlikdə nüvə iskele yaradır. HGPS-də nöqtə mutasiyasında LMNA gen 11-ci ekzonda kodon 608-də anormal birləşmə siqnalına səbəb olur LMNA pre-mRNT. Bu nöqtədə bir sitozin timin nukleotidi ilə əvəz olunur (C & gt 608 T). Bunun bir illüstrasiyasını təqdim edirik:

Bu, exon 11 -in bir hissəsinin bitişik intronla (exon 11 ilə exon 12 arasında) çıxarılması ilə nəticələnir. Nəticədə A prelamininin son 150 amin turşusu yoxdur. Ekson 11-in son 150 nukleotidi spliceosom tərəfindən kəsildikdə, mRNT 50 itkin amin turşusu olan prelamin A adlı mutant pre-zülal istehsal edir. Bu prelamin A, tərcümə sonrası dəyişiklik zamanı düzgün işlənmir. Vəhşi tipli A prelamin A zülalının və HGPS prelamin A -nın post translational dəyişiklikləri:

Prelamin A düzgün işlənmədikdə və "quyruğunu" itirmədikdə zülala "deyilir"progerin ". O, nüvə zərfinə düzgün daxil olmur və nüvədə toplanır. Nəticədə qatılaşdırılmış xromatinin Lamin Əlaqəli Sahələri (LADs) nüvə zərfinə bağlanmır. Lamin zülallarının nüvə zərfinə qatılaşdırılmış xromatini (susdurulmuş DNT) bağlamaq üçün necə vacib olduğunu göstərən bir nümunədir.

"Lamin Associated Domains LADs, nisbətən qatılaşdırılmış xromatindən (qalın xətlər) və nüvə laminasında birləşmədən ibarət ola bilər. Digər repressiyaya məruz qalan bölgələr, aktiv bölgələr kimi, nüvə içərisində də bir -biri ilə qarşılıqlı əlaqə qura bilər. Transkripsiya maşınlarının (transkripsiya fabrikləri) və CTCF komponentlərindən meydana gələn komplekslər, aktiv bölgələri birlikdə bağlaya bilər. Yalnız iki xromosomun hissələri aydınlıq üçün hər biri fərqli rəngdə təsvir edilmişdir. Əksər qarşılıqlı təsirlər xromosomlar daxilində baş verir və nisbətən az xromosomlar arasında olur.Bas van Steensel & Job Dekker http://www.nature.com/ "

Xülasə: HGPS hadisələrinin 85-90% -i, LMNA genindəki exon 11-də 608 kodonunda bir nöqtə mutasiyasından qaynaqlanır və#8211 Lamin A və Lamin C-ni nəticələndirir. aksiz ”, LMNA pre-mRNA-nın işlənməsi zamanı axon 11-in son 150 nukleotidi. Bu, çox qısa 50 amin turşusu olan və Prelamin A -nın "quyruğunu kəsmək" üçün Zmpste24 fermenti tərəfindən istifadə edilən "endoproteolitik sahə" ehtiva etməyən əvvəlcədən bir protein istehsal edir. hüceyrənin nüvə sitoskeleti və aşağıdakı hadisələr kaskadı baş verir. Məhz bu hadisələr şəlaləsidir ki, “qocalmağa səbəb olur, A prelaminası deyil.

  1. Hüceyrə nüvəsinin normal ölçüsü və formasının itirilməsi Hüceyrələrin 70%-də (Lamin A nüvə struktur proteinidir). Nüvələrdə nüvə elementinin qırışları, yırtıqları və lobulaları var.
  2. Digər nüvə sitoskelet zülallarının itirilməsi – HPGS ilə, hüceyrə nüvəsində nəinki Lamin A səviyyəsi 95% azalır, həm də nüvədə Lamin B miqdarında 6 qat azalma da var. Lamin B, eyni gen tərəfindən kodlanmış əhəmiyyətli bir nüvə sitoskeleton proteinidir (LMNA. HGPS-də Lamin B səviyyələrində də 70% azalma var. Lamina ilə əlaqəli polipeptidlər (LAP2s) kimi digər nüvə sitoskeletal zülallar da tükənir və ya yersizdir, onlar da 6 dəfə tükənir.
  3. Nüvə sitoskeletinə yapışan kromatin itkisi. HGPS ilə, xromatini (histon zülallarını) nüvə sitoskeletinə (yəni lamina zülallarına) bağlayan bağlayıcı bir protein olan zülalda (HP1) 2 qat azalma var. HP1 "adaptor zülalı" və ya "bağlayıcı zülal" adlanır ki, bu da xromatini nüvə skeletinə bağlayır və xromatinin 3D şəkildə təşkil edilməsinə imkan verir.
  4. “Zərur DNT” susdurulmasının azalması və ya tam itirilməsi. Nukleosomun ətrafındakı DNT yarasının "sönmüş" və ya "səssiz" olduğunu göstərən çox vacib bir histon işarəsi var. Bu histon işarəsi, H3 (H3K9me3 adlanan) histon alt birimində lizin 9 -un trimetilasyonudur. HGPS ilə hüceyrələrin 60%-də H3K9me3 histon modifikasiyası itirilir. H3K9 trimetilasyon (H3K9me3), DNT -nin "səssiz" qalmalı olan hissəsi olan heterokromatinin universal bir xüsusiyyətidir. Histon H3K9 trimetilasiyası itirildikdə, DNT artıq sıxılmır və "zibil DNT" transkripsiya edilir. Transkripsiya olunmayan elementlərin, yalançıların və peyk təkrarlarının yenidən ifadə edilməsinə səbəb olan pis bir şeydir. Beləliklə, nüvənin 3D strukturunun anormal lamin A-induksiya ilə itməsi nəticəsində baş verən HP1 və H3K9me3 itkisi, yaşlanmanın əsas molekulyar xüsusiyyəti olan böyük miqdarda “zibil DNT”nin transkripsiyaya məruz qalması deməkdir.

VI. HGPS ÜÇÜN ÜMİD VAR – YAŞLANMA PROQRAMINI QAYDIRMAQ VƏ YA YAVAŞLAMAQ OLAR

HGPS-dən öyrənə biləcəyimiz başqa bir vacib dərs budur ki, bu xəstəlik bunu göstərir qocalma daha çox normal 100 ildən (normal yaşlanma) 15 ilə (HGPS) sürətləndirilən bir proqrama bənzəyir.). Təbiət bizə hamiləlik (9 ay uzun), embriogenez (12 həftə), apoptoz (3-5 gün), sirkadiyalı ritmlər (1 gün uzunluq) və ultradian ritmlər (daha az) kimi bir çox "molekulyar proqramlar" nümunəsi vermişdir. 24 saatdan çox). İnsanların çoxunun qocalmanın da proqramlaşdırıldığını qəbul etmək çətindir, amma bunun üçün yaxşı sübutlar var. Proqramlaşdırılmamış bir qocalma növünə qarşı ən yaxşı sübut, insanların 100% -nin oxşar hadisələr ardıcıllığında (presbiyopiya, alopesiya, saçların ağarması, dərinin incəlməsi, ateroskleroz, dərinin rənginin dəyişməsi) eyni xüsusiyyətlər qrupunu inkişaf etdirməsidir. , menopoz, andropoz, osteoporoz, artrit, bilişsel dəyişikliklər, sarkopeniya və s.) Yaşlanma həqiqətən təsadüfi, stokastik bir hadisə olsaydı, qocalmanın xüsusiyyətləri təsadüfi ardıcıllıqla ortaya çıxardı və insanların 100% -ni təsir etməyəcəkdi (yəni təsadüfi hadisələr eyni ardıcıllıqla 100% baş vermir). Normal yaşlanma xüsusiyyətlərinin 80% -dən çoxunun HGPS olan uşaqlarda da görülməsi bunu göstərir bu xəstəlik həqiqətən sürətli qocalmadır model. Ancaq milyon dollarlıq sual budur bu yaşlanma proqramını geri qaytarmaq və ya yavaşlatmaq olarmı?

HGPS üçün cavab “bəli”dir və aşağıdakı üç üsul bunun ən azı hüceyrə səviyyəsində necə edilə biləcəyini göstərir. Birinci üsul HGPS-nin “yuxarı axını” ilə mübarizə aparır. Növbəti ikisi HPGS-nin “aşağı axın təsirləri” ilə daha çox məşğul olur. Hər üçü heyrətamiz nəticələr göstərdi və insanın qocalmasına böyük təsir göstərir. Və daha yeni, daha heyrətləndirici üsullar aşağıdakı sonrakı hissələrdə bildirilir.

  1. Morfolino oligonükleotidləri – 2005-ci ildə ilk təsirli in vitro NIH Milli Xərçəng İnstitutunda Paola Scaffidi və Tom Mistily tərəfindən həqiqətən HGPS olan 5 nəfərdən əldə edilən progeriya hüceyrələri üçün terapiya nümayiş etdirildi (ref). Onların konsepti sübut edən təcrübəsi yalnız sınaq borusu tədqiqatı olsa da, HGPS hüceyrələrinin hüceyrə və molekulyar xüsusiyyətlərini dəyişdirə, hüceyrələrin normal ellipsoid formasını bərpa edə və normal, mutant olmayan lamin A zülallarının istehsalını bərpa edə bildilər. Təəccüblüdür ki, strategiya həmçinin hüceyrələrin 90%-də normal lamin B, LAP2 və HP1⍺-ni bərpa etdi. Hətta H3K9me3 histon statusu bərpa edildi. HGPS fenotipinin hüceyrə və molekulyar səviyyədə geri çevrilməsi hüceyrələrin bölünməsini (mitoz) tələb etmir və hüceyrələrin nüvə sitoskeletini (mitoz ilə baş verir) sökməsini tələb etmirdi. Ən heyrətamiz olanı isə onların yoxladıqları 5 gendə (MMP3, HAS3, TIMP3, MMP14 və CCL8) normal gen ifadə səviyyələrinin də meydana çıxması idi. Bu fibroblast genləri həm HGPS, həm də normal yaşlanmada nizamsızlaşır (ref). Belə bir dəhşətli xəstəliyin belə heyrətamiz tərsinə çevrilməsinə necə səbəb oldular? By LMNA pre-mRNA-da anormal birləşmə tərəfini bloklayır. Bu "sintetik bir nukleotid zənciri ilə həyata keçirildi.morfolino oligonükleotid”.

The morfolinolar LMNA pre-mRNA-nın 11-ci ekzonunda anormal birləşmə yerində 25 nukleotid bölgəsinə mükəmməl uyğun gələn bir sıra nukleotidlərə sahib idi. (yəni bir idi antisens ip nukleotidlərdən ibarətdir). Morfolinolar normal DNT və ya RNT -dən hazırlanmır və buna görə də işlənmiş mRNA -nı bloklamaq üçün siRNA kimi işləmir (keçici olaraq). Əvəzində, morfolinolar RNT və ya DNT kimi görünən, lakin RNT və ya DNT kimi riboza və fosfat qruplarına malik olmayan sintetik ardıcıllıqdır. Əvəzində riboza (və ya deoksiriboza) şəkərləri 6 üzvlü “morfolino halqaları” və fosfat bağlayıcıları isə hosforodiamidat qrupları ilə əvəz edilmişdir. Burada a şəkli var morfolino oligonükleotid və bir illüstrasiya morfolino pre-mRNT-nin ekzonunda alternativ birləşmə sahəsinə bağlanma (HGPS-də 11-ci ekson deyil).

Oliqonukleotidin iki sintetik dəyişməsi nəticəsində morfolinolar çox sabitdir və morfolin halqaları tərəfindən deqradasiyaya müqavimət göstərir. Çox sabitdirlər və fermentlər tərəfindən parçalana bilməzlər (nukleazlar) nuklein turşusu parçalarını parçalayır. Scaffidi və Mistily HGPS olan xəstələrdən əldə edilən mədəni fibroblast hüceyrələrini götürdülər və antisens olduğunu göstərdilər. morfolino dan transkripsiya edilmiş mRNA-ların üzərindəki sirli birləşmə yerini örtdü LMNA gen. The morfolinolar splicing maşın pre-mRNT-yə çatmazdan əvvəl pre-mRNT-ni blokladı. Sonra splikozom intronlar çıxarıldıqda LMNA pre-mRNA, onlar 11-ci ekzondan son 150 oliqonukleotidi aksiz etmədilər və bununla da ribosomlarda tam uzunluqda Lamin A zülalının yaranmasına imkan verdilər.

  1. Farnesyl Transfereaza İnhibitorları – Lamin A, əksər zülallar kimi, sonrakı tərcümə dəyişikliklərinə məruz qalır. Lamin A proteinini dəyişdirmədən əvvəl ona "prelamin A" deyilir. Prelamin A aşağıdakı kimi dörd ardıcıl posttranslational modifikasiyaya məruz qalır:
    1. Farnesilasiya – Prelamin A, C işlənmiş terminal A proteinində olmayan 98 amin turşusuna malikdir. Prelamin A -nın bu 98 amin turşusu "quyruğu", "farnesyl" adlı proteinə 15 karbonlu izoprenoid lipid əlavə etmək üçün "Farnesyl Transferase" adlı bir fermenti işə salan CaaX motivinə malikdir. İşdə zülala bağlanmış bu farnesilin diaqramı:

    B. 3 amin turşusunun endoproteolitik salınması – Prelamin A-nın post-translational emalında növbəti addım, prelamin A-nın "quyruğundan" üç amin turşusunun çıxarılmasıdır. Bu ehtimal ki, Zmpste24 fermenti tərəfindən edilir (aşağıdakı şəklə baxın).

    C. Karboksiterminusun metilasiyası – Prelamin A-nın transtranslyasiyadan sonrakı emalında 3-cü addım prelamin A-nın “quyruğunun” metilasiyasıdır. Bu, yəqin ki, ferment tərəfindən həyata keçirilir, Icmt. Bu addım da aşağıda göstərilmişdir. Təəssüf ki, HGPS-də bu prelamin A mutant zülaldır və transtranslyasiyadan sonrakı emalda son mərhələdən keçmir, yəni prelamin A-nın bu farnesilləşdirilmiş, metilləşdirilmiş “quyruğunu” çıxarmaqdır.

    D. Prelamin A-nın farnesilləşdirilmiş, metilləşdirilmiş “quyruğunun” kəsilməsi – Prelamin A-nın yuxarıdakı bütün post-translational modifikasiyaları daha sonra prelamin A “lamin A” halına gəlməzdən əvvəl silinməlidir. Maraqlıdır ki, 2 nömrəli addımı yerinə yetirən eyni ferment bu Z mərhələsini də həyata keçirmişdirmpste24, sink metalloproteinaz fermenti. Bu addımın baş vermədiyi A prelamin A ilə HGPS prelamin A arasındakı fərqi göstərən bir diaqramdır.

    Yuxarıda göstərilən prosesdə ilk addımın inhibe edilməsinin, xəstəliyin hüceyrə modellərində, xəstəliyin heyvan modellərində və Farnesyl Transferase inhibitorlarının insan klinik sınaqlarında HGPS -in bəzi simptomlarını yüngülləşdirdiyi göstərilmişdir. Farnesyl Transferase inhibitorları çox göstərdikləri üçün xərçəng biologiyasına böyük maraq göstərir in vitro mutasiyalarla xərçənglərin müalicəsində söz verir ras onkogen ailəsi (H-ras, N-ras və K-ras). Bu genlərin hər birindən istehsal olunan zülallar, A prelaminində olduğu kimi, farnesilasiyaya uğrayır. Nəticədə, farnesil transferaz inhibitorları, mədəaltı vəzi xərçəngi kimi bu genlərin susdurulduğu xərçənglər üçün klinik sınaqlarda söz verdilər (80% K-ras mutasiyalar), kolon xərçəngi (40-50% var K-ras mutasiyalar), tiroid xərçəngi (50-80%) hər ikisində mutasiyalar var K-ras, N-ras və ya H-ras), və bir çox başqa xərçənglər. Burada xərçəng üçün hazırlanmış fərqli farnesil transferaz inhibitor dərmanlarının bəzi quruluşları verilmişdir.

    Təəssüf ki, xərçəng üçün farnesyl transferase inhibitorlarının (FTI) klinik sınaqları uğursuz oldu və bu günə qədər heç biri FDA tərəfindən təsdiqlənməmişdir. Bu, əsasən dərmanların yan təsirləri ilə əlaqədardır, çünki onlar yalnız farnesilasiyasını maneə törətmir əvvəlcədənzülallar, həm də post translational modifikasiya zamanı bir çox digər pre-proteinlərin farnesilasiyasını maneə törədir. HGPS üçün yalnız bir FTI mərhələsi II klinik sınaqları tamamladı. Progeriya xəstələrində bu FTI, "lanafarnib”, Vuruş, keçici iskemik hücumlar və baş ağrısının yayılmasını azaldır. Həm də digər iki dərman kokteyli ilə birlikdə bu progeriya xəstələrində sümüklərin möhkəmliyini azaldır.

    1. mTOR inhibitorları – 2012 -ci ildə Cao və NIH laboratoriyasından olan həmkarları diqqətəlayiq bir xəbər verdilər in vitro HGPS fibroblastlarını mTOR inhibitoru rapamisinlə müalicə etdikləri təcrübə. Maraqlıdır ki, rapamisin nüvə şişkinliyini ləğv etdi, hüceyrə qocalmasının başlanmasını gecikdirdi və HGPS fibroblastlarında progerin zülallarının parçalanmasını artırdı. Rapamisin həmçinin həll olunmayan progerin aqreqatlarını azaldan otofagiyaya səbəb oldu.

    Bu mövzu haqqında sadə, aydın mexaniki izahatda yazılmış redaksiyadan bir diaqram:

    VII. Niyə HGPS de novo mutasiyalar yalnız heterozigotdur (tək nüsxə) və niyə miras qalmışdır HGPS mutasiyaları simptomlar yaratmaq üçün iki nüsxə homozigot tələb edir.

    "Heterozigotluq itkisi" və "otozomal dominantlıq" prinsiplərinin arxasındakı molekulyar biologiyanı anlamaq

    HGPS çox qəribə bir kəşfə malikdir. Bəzi hallarda iki "pis nüsxə" tələb olunur LMNA gen (14%), halların əksəriyyətində yalnız bir "pis nüsxə" var LMNA gen (86%). Xəstəliyi törətmək üçün iki pis nüsxə lazım olduqda və gen cinsi olmayan bir xromosomda (yəni X və ya Y deyil) tapıldıqda buna deyilir. "Homozigot otozomal resessiv". Xəstəlik genin yalnız bir nüsxəsi mutasiyaya uğrasa belə (genin normal nüsxəsi olsa belə) özünü göstərə bildikdə buna “heterozigot otozomal dominant ".

    HGPS-də başqa bir qəribə tapıntı odur ki, bütün homozigot otozomal resessiv halların miras qalmış “pis nüsxələri” ilə bağlıdır. LMNA gen. Bu o deməkdir ki, hər iki valideynin "pis surəti" olmalıdır LMNA gen və sonra bu “pis surəti” uşaqlarına ötürməlidir. Bununla birlikdə, HGPS -də digər qəribə nəticə, heterozigot otozomal dominant halların hamısının olmasıdır. de novo mutasiyalar, yəni LMNA geninin tək "pis nüsxəsi" ananın yumurtalıqından və ya atanın testislərindən olan mikrob xətti hüceyrəsində kortəbii olaraq meydana gəldi. Heterozigot otosomal dominant HGPS halları aşkar edilməmişdir, çünki bu uşaqların öz uşaqları ola bilməz (onlar sterildirlər və yeniyetmə kimi ölürlər).

    HGPS-də bu "heterozigot" və "homozigot" paradoksu necə başa düşə bilərik? Yaxşı, geriyə qayıtmalı və LMNA geninin hansı hissəsinin mutasiya edildiyini anlamalıyıq ki, nəyə görə genin müəyyən hissələri yalnız bir nüsxə (otozomal dominantlıq) ilə simptomlar əmələ gətirir, genin digər hissələri isə yalnız hər iki nüsxə mutasiya etdikdə simptomlar əmələ gətirir ( autosomal resessiv). Bunu dərk etmədən tapmaca heç vaxt həll olunmayacaq və biz qocalma və xərçəngi anlamaq üçün əsas olan kritik prinsipi əldən verəcəyik.

    a. Qoşulmayan saytlardakı mutasiyalar yalnız hər iki nüsxə pis olduqda HGPS yaradır (yəni heterozigot otosomal resessiv). LMNA genində HGPS istehsal edən digər mutasiyalar var. Bunlardan biri 10-cu ekzonda aşkar edilən “K542N” mutasiyasıdır. Bu mutasiya “missense mutasiyası” adlanır, çünki o, genin zülal kodlayan hissəsini ehtiva edir və A və C lamin zülallarının amin turşusu ardıcıllığını dəyişdirir. lizini argininə çevirir. “K542N” mutasiyası nəsildən-nəslə ötürülə bilər, çünki genin bir nüsxəsini daşımaq xəstəliyə səbəb olmur. Bir insanın LMNA genində "K542N" mutasiyasının yalnız bir nüsxəsi varsa, onlar HGPS inkişaf etdirmir və fenotipik olaraq normaldır. Şəxs "K542N" mutasiyasının iki nüsxəsini (miras alsa), xəstəliyi inkişaf etdirir. Genetiklər “K542N” hallarında mutasiyaya uğramış gen ardıcıllığına baxdıqda, bu mutasiyanın splaynasiyaya TƏSİR VERMƏDİYİYİ tapdılar! Splice saytında YOXDUR. Bunun əvəzinə, zülalın həm lamin A, həm də lamin C versiyaları tərəfindən paylaşılan genin kodlaşdırma hissəsi (ekson 10) idi (yəni, hər iki birləşmə variantı, lakin birləşmə yeri deyil). Bu kəşf, genin hər iki nüsxəsinin niyə və necə mutasiyaya uğraması lazım olduğunu anlamaqda böyük bir irəliləyiş oldu, əgər bu, əgər “qeyri-birləşmə yeri” mutasiyası idisə, birləşmə yeri mutasiyası ilə genin yalnız bir nüsxəsi mutasiyaya uğramalı idi.

    b. Splice-site mutasiyaları yalnız genin bir nüsxəsi pis olduqda HGPS yaradır (yəni homozigot otosomal dominant). Mutasiyalar 1 -ci xromosomda, 22 -ci bölgədə (1q22) uzun qolun üstündə yerləşən bir LMN genindəki nöqtə mutasiyalardır. LMN mutasiyalarının 86%-i otozomal dominant şəkildə ifadə edilən “G608G mutasiyası” adlanan birləşən yerin heterozigot mutasiyasını əhatə edir. Bu heterozigot otozomal dominant halların hamısıdır de novo mutasiyalar və buna görə də miras alınmır (çünki daşıyıcılar uşaq sahibi olmadan ölürlər). Bununla belə, irsiyyətin autosomal resessiv üsulları aşkar edilmişdir və onlar gremlin hüceyrələrində homozigot mutasiyalarla bağlıdır. Burada mutasiyaya “K542N mutasiyası” deyilir. K542N mutasiyası ilə heterozigot daşıyıcılar fenotipik olaraq normaldır və bu səbəbdən mutasiya nəsildən -nəslə ötürülə bilər.

    VIII. KÖHNƏ SEVDİYİM KİMYASAL-METİLEN MÖVÜ – PROGERİNƏ TƏSİRLƏNMİŞ HGPS HÜCƏRƏLƏRİNİ TAMAMİLƏ XİLLƏT ETMƏK ÜÇÜN GÖRÜNÜR VƏ HGPS-NİN ÖZÜNÜ MÜALİCƏ ETMƏK ÜÇÜN FAYDALI OLA BİLƏR

    Bu tapıntını dəstəkləyən tədqiqat Aging Cell jurnalında 14 dekabr 2015-ci il tarixli nəşrdə dərc edilmişdir. Metilen mavisi progeriyada nüvə və mitokondriyal anomaliyaları azaldır “Hutchinson-Gilford progeria sindromu (HGPS), ölümcül vaxtından əvvəl qocalma xəstəliyi, tək nükleotid mutasiyası nəticəsində yaranır. LMNA gen.Əvvəlki hesabatlar HGPS hüceyrələrindəki nüvə fenotiplərinə yönəlmişdi, lakin normal yaşlanmada əsas oyunçu olan mitokondriyanın potensial töhfəsi hələ də aydın deyil. Yüksək qətnaməli mikroskopiya analizindən istifadə edərək, şişmiş və parçalanmış mitokondriyaların əhəmiyyətli dərəcədə artdığını və HGPS fibroblast hüceyrələrində mitokondriyal hərəkətliliyin əhəmiyyətli dərəcədə azaldığını nümayiş etdirdik. Xüsusilə, mitokondriyal biogenezin mərkəzi tənzimləyicisi olan PGC-1α-nın ifadəsi progerin tərəfindən inhibə edilmişdir. Mitokondriyal qüsurları xilas etmək üçün HGPS hüceyrələrini mitokondriyal hədəfləyən antioksidan metilen mavisi (MB) ilə müalicə etdik. Təhlillərimiz göstərdi ki, MB müalicəsi təkcə mitoxondrial qüsurları aradan qaldırmadı, həm də HGPS hüceyrələrində əlamətdar nüvə anormalliklərini xilas etdi. Əlavə təhlil, MB müalicəsinin nüvə membranından progerini buraxdığını, perinuklear heterokromatin itkisini xilas etdiyini və HGPS hüceyrələrində səhv tənzimlənmiş gen ifadəsini düzəltdiyini təklif etdi. Bu nəticələr birlikdə, HGPS hüceyrələrində erkən yaşlanma fenotiplərinin inkişafında mitokondrial disfunksiyanın rolunu nümayiş etdirir və HGPS üçün perspektivli bir terapevtik yanaşma olaraq MB -ni təklif edir. ”

    Məqalədə HGPS ilə bağlı bu bloq yazısında indiyə qədər əhatə olunmayan bir sıra digər maraqlı müşahidələr qeyd olunur, mən (Vince) bu keçidin xüsusilə maraqlı olduğunu düşündüm: “Progerin PGC-1α ifadəsini boğur PGC-1α, mitoxondrial zülalları (Wu) kodlayan nüvə genlərinin ifadəsini idarə edən nüvə tənəffüs faktorlarının (NRF) birgə aktivləşməsi ilə mitoxondrial biogenezin əsas induktoru kimi xidmət edir. və b., 1999 Finck & Kelly, 2006). Adipogenez dizisini istifadə edərək, əvvəllər bildirdik ki, HGPS adipositlərində PGC-1α, enerji mübadiləsində iştirak edən 84 gen arasında ən ciddi şəkildə aşağı salınan gen idi (Xiong və b., 2013). Beləliklə, progerinin mitoxondrial qüsurlara necə səbəb olduğunu anlamaq üçün əvvəlcə HGPS fibroblastlarında PGC-1α ifadəsini araşdırdıq. Kəmiyyət RT-PCR təcrübələri göstərdi ki, PGC-1α mRNA səviyyəsi normal hüceyrə xətləri ilə müqayisədə HGPS hüceyrə xətlərində səkkiz qat azalmışdır (Şəkil 3A). Anti-PGC-1α antikoru ilə immunofluoressensiya HGPS hüceyrələrində PGC-1α nüvə boyanmasının zəiflədiyini və ya tam itkisini göstərdi (Şəkil 3B). Western blotting təhlili, HGPS hüceyrələrində PGC-1α proteininin azaldığını daha da təsdiqlədi (Şəkil 3C). PGC-1α-nın aşağı tənzimlənməsi ilə uyğun olaraq, Nrf1, Tfam1, Mfn1, Mfn2, Opa1, Fis1 və Drp1 daxil olmaqla PGC-1α və#8217-lərin aşağıya doğru hədəf genlərinin çoxunu tapdıq (Dillon və b., 2012), HGPS hüceyrələrində əhəmiyyətli dərəcədə sıxışdırıldı (Şəkil 3D). GFP-progerini ifadə edən lentiviruslardan istifadə edərək progerinin PGC-1a üzərində inhibitor təsirini daha da təsdiqlədik (Şəkil 3E). HGPS hüceyrələrində PGC-1α-nın bərpasının mitoxondrial qüsurları aradan qaldırdığını yoxlamaq üçün HGPS fibroblast hüceyrələrinə nəzarət lamin A geni (LA) və ya insan PGC-1α geni daşıyan lentiviruslar tətbiq edilmişdir (Şəkil 3F). Təəccübləndiyimiz halda, mitokondriyal morfologiyada və ya davranışda (Şəkil 3G -də göstərilən nümayəndəli hüceyrə şəkilləri) hər hansı bir aydın inkişaf aşkar etmədik. Bunun əvəzinə, nəzarət laminası A (LA) ifadə edən hüceyrələrlə müqayisədə PGC-1α-ifadə edən hüceyrələrdə yüksək mitokondriyal ROS tapıldı (Şəkil 3F). Bu nəticələr birlikdə götürüldükdə, PGC-1α-nın mitokondriyal biogenezin tənzimlənməsində müəyyən rolu olsa da, təkcə PGC-1α ifadəsinin düzəldilməsi progerinin törətdiyi ağır mitokondrial fenotipləri xilas etmək üçün kifayət etməyəcəkdir. "

    IX. SULFORAPHANE DA PROGERİN TEMİZLİYİNİ GÜÇLƏNDİRMƏK ÜÇÜN GÖRÜNÜR

    Aging Cell -də 2015 -ci il məqaləsi. Başqa bir tanış maddənin HGPS hüceyrələrindən progerini necə təmizləyə biləcəyi və hüceyrə səviyyəsində fenotipik HGPS simptomlarını geri qaytara bildiyi barədə hesabatlar. Sulforafan, Hutchinson-Gilford progeria fibroblastlarında progerin klirensini artırır. “Hutchinson-Gilford progeria sindromu (HGPS, OMIM 176670), LMNA genindəki mutasiyalarla əlaqəli nadir multisistemli uşaqlıqdan erkən yaşlanma pozğunluğudur. Ən çox görülən HGPS mutasiyası, LMNA geninin exon 11 daxilində G608G mövqeyində tapılır. Bu mutasiya prelamin A-nın karboksil-terminal quyruğunda 50 amin turşusunun silinməsi ilə nəticələnir və kəsilmiş zülala progerin deyilir. Progerin yalnız normal post-translational modifikasiyaların bir hissəsinə məruz qalır və daimi olaraq farnesilləşmiş qalır. Farneziltransferaza inhibitorları (FTI) və digər birləşmələrlə normal hüceyrə fenotipini xilas etmək üçün bir neçə cəhd hüceyrənin qismən bərpası ilə nəticələndi. Proteomikadan istifadə edərək, biz burada məlumat veririk ki, progerin HGPS nüvə proteomunun tərkibində dəyişikliklərə, o cümlədən zülalın parçalanması yollarının bir neçə komponentinə dəyişikliklərə səbəb olur. Nəticədə, HGPS hüceyrələrində proteazom aktivliyi və otofagiya pozulur. HGPS hüceyrələrində zülal klirensini bərpa etmək üçün biz HGPS kulturlarını sulforafan (SFN) ilə müalicə etdik, çarmıxlı tərəvəzlərdən əldə edilən bir antioksidant. SFN -nin normal və HGPS fibroblast mədəniyyətlərində proteazom aktivliyini və otofajiyanı stimullaşdırdığını təyin etdik. Xüsusilə, SFN otofagiya ilə progerinin klirensini artırır və HGPS-nin əlaməti olan fenotipik dəyişiklikləri geri qaytarır. Buna görə SFN, HGPS olan uşaqlar üçün perspektivli bir müalicə yolu.

    Bu son nəticələrə əsaslanaraq son bir şərh olaraq, (Vince), HGPS-in fenotipik xüsusiyyətlərini ən azından bir hüceyrə səviyyəsində dəyişdirə biləcək bir çox digər ümumi mitokondriyal antioksidantların olduğunu iddia edərdim. Mən nikbinəm ki, tezliklə bu qorxunc xəstəliyi birdəfəlik məğlub edə biləcəyik. Təxminən on il əvvəl HGPS haqqında öyrənmək, uzunömürlülük elmlərini indiki karyeram halına gətirməyim üçün böyük bir emosional faktor idi.


    Çernobıl Fəlakəti: Təqib

    Baxmayaraq ki, Çernobıl fəlakətinin ətrafı minlərlə il ərzində insan həyatı üçün təhlükəsiz olmaya bilər. İstisna zonası Çernobıl Atom Elektrik Stansiyasının ətrafı vəhşi təbiətin sığınacağına çevrilib. İnsanlar 25 il əvvəl ərazidən təxliyə edildikdə, mövcud heyvan populyasiyaları çoxaldı və əsrlər boyu görülməmiş nadir növlər geri döndü və ya yenidən gətirildi, məsələn vaşak, yaban domuzu, canavar, Avrasiyalı qəhvəyi ayı, Avropa bizonu, Przewalski atı və qartal bayquş İstisna zonası vəhşi təbiət və yaşıllıqlarla o qədər zəngindir ki, 2007-ci ildə Ukrayna hökuməti onu vəhşi təbiət qoruğu təyin edib. İndi Avropanın ən böyük vəhşi təbiət ziyarətgahlarından biridir.


    Videoya baxın: Xromosomlar haqqında qısa. (Yanvar 2023).