Regulacja genomowa podczas embriogenezy
Pod egidą projektu IMMRSRGE naukowcy pracowali nad określeniem czynników wpływających na reorganizację przestrzenną niektórych loci genetycznych w jądrze. Hybrydyzacja fluorescencyjna in situ, mikroskopia cyfrowa i zautomatyzowana analiza obrazu umożliwiły wizualizację zwijania genomu i szlak zwijania podczas rozwoju i implantacji blastocysty. Blastocysta jest etapem rozwoju zapłodnionej komórki jajowej u ssaków. Zawiera węzeł zarodkowy, z którego następnie tworzy się embrion. Węzeł zarodkowy dzieli się na dwie odrębne warstwy, epiblast i hipoblast. Na etapie rozwoju i implantacji blastocysty zachodzi znacząca reorganizacja jądra komórkowego. Komórki macierzyste epiblastu (epiSC) pozyskane z węzła zarodkowego ssaka są pluripotencjalne, podobnie jak embrionalne komórki macierzyste (ESC). Ma to ważne implikacje dla biomedycyny. Naukowcy koncentrowali się na badaniu genów, które przesuwają się do peryferyjnych obszarów jądra komórkowego lub w przeciwnym kierunku podczas różnicowania komórek ESC do epiSC u myszy. Zastosowano technikę interferencji RNA, aby selektywnie hamować ekspresję genów po wyciszeniu białek uczestniczących w modulacji struktury chromatyny i jej uporządkowania. Do badania wybrano sekwencje DNA związane z białkiem laminą B1. Dane te skorelowano z zestawami danych epigenetycznych dotyczących modyfikacji histonów przed różnicowaniem ESC i po nim. Naukowcy z powodzeniem zidentyfikowali zmodyfikowane histony, które uczestniczyły w przemieszczeniu zmienionych genów do peryferyjnych obszarów jądra komórkowego ESC. Geny te zazwyczaj przemieszczają się na peryferia jądra komórkowego tylko na etapie epiblastu. Następnie przeanalizowano inne czynniki chromatynowe, związane z modyfikacją histonów, które mogą odgrywać rolę w reorganizacji genomu w jądrze. Wyniki projektu zaprezentowano na dwóch spotkaniach międzynarodowych w 2013 roku i są obecnie przygotowywane do publikacji. Oprócz wyjaśnienia złożonych funkcji genomu w prawidłowych i nieprawidłowych komórkach projekt ten przyczyni się do rozwoju terapii komórkowej i regeneracji tkanek z użyciem ESC lub epiSC.
Słowa kluczowe
Genom, embriogeneza, zwijanie białek, reorganizacja przestrzenna, węzeł zarodkowy
