Рубрики С помощью флуоресцентных маркеров, на основании которых регуляторной области Гена crestin рыбы рыба-зебра, группа ученых из США, Швейцарии и Германии, которые восходят к ранним стадиям зарождения и развития меланомы. Многие из клеток, содержащих онкогенных мутаций, только некоторые могут вызывать рак. Так, геномы многих меланоцитов доброкачественные бородавки или родинки (невусы) — это онкогенную мутацию БРАФv600e была, но эти невусы редко превращаются в меланому. Оказалось, что, когда вы едите отдельных меланоцитов запрограммированы в начале эмбриона, чем его предшественник. Нам также удалось выявить факторы транскрипции и реорганизации хроматина, связанные с изменением подвержены онкологии, доброкачественных клеток в злокачественные.
Генетический аппарат клеток представляет собой сложную систему, регулируют деление, рост, дифференцировку и физиологическую гибель клеток. Норме эти процессы, в том числе предотвращения неконтролируемого роста клеток и образование раковых опухолей, регулируется в основном двумя типами генов с противоположной функции протоонкогенов, стимулируют рост клеток и анти-онкоген (гены-супрессоры опухолей), чрезмерного ограничения роста (подробнее онкогенов и анти-онкоген увидеть новости подробный перечень раком генов, «элементы», 06.04.2015). Известно, что причиной возникновения раковых клеток и опухолей в целом и онкологии в частности, мутаций, активации прото-онкогенов и/или инактивации генов-супрессоров опухолей. Эти ключевые события в канцерогенности (см. генетические аспекты рака) уже прекрасно понял. Но процесс развития рака, есть и другие молекулярные события и механизмов, перепрограммирования программного обеспечения для нормальных клеток, раковые клетки. Они остаются мало изучены.
Меланома одно из наиболее агрессивных онкологических заболеваний, являются результатом злокачественной трансформации меланоцитов, клеток кожи, которые производят меланин. Расследовать как можно скорее, события в образовании меланомы, авторы обсуждают работу эксперимента рыба зебра рыба (Данио рерио). Эти рыбы, а также мышей предпочтительной моделью-объектом исследования в эмбриологии и молекулярной биологии позвоночных.
Лаборатории ранее полученных трансгенных данио переноски мутант прото-онкогена человека активированных БРАФv600e была, которая часто встречается в опухолях пациентов с меланомой. Выражение БРАФv600e контролируется организатором выставки mitf в, который работает только в меланоциты. Если рыба генома также участвует в анти-онкоген р53 (подробнее о нем см. в новости подробный перечень раком генов, «элементы», 06.04.2015), его тело было бородавки и родинки (невусы) и несколько месяцев меланомы. Но даже наличие множества невусов меланома развивается только в некоторых из этих «рукопашник» территории. Таким образом, авторы предполагают, что формирование меланомы важную роль молекулярное событие, и занимаются их обучением.
Перед использованием гибридизации на месте , было доказано, что рак кожи снова стал выражаться эмбриональных генов рыбки данио crestin, что зрелый организм, не свойственно. Функция этого Гена и его продукта остается неясным, но известно, что в процессе эмбриогенеза своего бренда-формируя клеток нервного гребня (нервного гребня прародителей, ПНК), которые развиваются из меланоцитов, и исчезает через 72 часа после оплодотворения. Эта информация будет получена, ученые дизайна ген-репортер, который на основе регуляторных элементов Гена хохол и использовать его для изучения ранних этапов формирования меланомы. Они определили регуляторных элементов Гена, который состоит из достаточно крупных фрагментов ДНК (4,5 млн. пар оснований, п. О.), в сочетании с геном для улучшенного зеленого флуоресцентного белка (усиленный зеленый флуоресцентный белок, EGFP) и представил этого конструкта в геном рыба-зебра с помощью методов генной инженерии (Рис. 2).
Рис. 2. Локус гребня и разработана на основе нормативных элементов для люминесцентных журналистам. Топ — локусом хохол (прототип). Чтобы показать локализации модели ltr-как последовательность нуклеотидов У3-дромотроппое последовательность и ген последовательность crestin, протеин-кодирвоания. Кин (открытые рамки считывания) открытой рамки считывания, Л (длинный терминальный повтор) — длинные концевые повторить. Ниже — фрагменты длиной 4,5 тыс. BP и 1 тыс. н, используется для создания редакторов — сочетание генов промоутеров crestin:EGFP. Белые осколки стрелы — минимальный промотор Гена β-глобина (бета-глобина, см.). Прочитать статью обсуждаемого в науке
Было продемонстрировано, что экспрессия EGFP в этот искусственный элемент точно воспроизводит экспрессию генов крест в эмбриогенезе рыба-зебра, и, в частности, марки стволовых клеток и прогениторных клеток в формировании нервного гребня эмбриона и меланоциты. Введение такой журналист может визуально исправить данио в инициации и развития меланомы (на ранних стадиях зебра Фиш развития является полностью прозрачной для видимого света, и это делает их удобной моделью исследования организма, используя флуоресцентные маркеры). Мы имели возможность наблюдать один светящихся клеток, задолго до образования эти морфологически оформленные в опухоли (Рис. 1). После пересадки, такие как весы от одиночных флуоресцирующих клеток в других частях тела Данио из них разработаны инвазии меланомы от гиподермы (нижнего слоя кожи). Следовательно, такие единичные клетки были инициаторами опухолей.
Сочетание поставщика (промотора Гена crestin:EGFP) позволило нам подробно изучить молекулярные механизмы потенциально онкогенной трансформации клеток в злокачественные. Во-первых, авторы определили минимальный ДНК области, которые заботятся о всех уставных элементов Гена crestin ранее клонированного фрагмента, длина которого составляет 4,5 тыс. ВР хирургия нужна, она смогла сократить первый 1 млн п. н. (фиг. 1), а затем до 296 ВР (Рис. 3). Биоинформатического анализа структуры этого отрезок длиной 296 ВР обнаружили, что последовательность нуклеотидов, которые являются обязательными сайты (сайт связывания) транскрипционных факторов. Эти регионы Гена-репортера был введен инактивирующих мутаций и обнаружения экспрессии EGFP под контролем мутантного сайты эмбриона и Данио.
Несколько экспериментов позволили установить значимость различных сайтов связывания и, следовательно, факторы транскрипции регулируют экспрессию генов и хохол в эмбриогенезе. Таким образом, отказ от привязки сайта к pax3 генной экспрессии crestin это почти не сказалось, и дефекты сайты sox10, tfap2 и Е-поле сильно подавлена (Рис. 3). Эти результаты показывают, что экспрессия репортера, регулируемых транскрипционных факторов, присущих развитию нервного гребня.
Рис. 3. Мутации в признании сайты для факторов, регулирующих транскрипцию sox10, tfap2 и Е-поле/тус (выставки mitf), касающиеся эмбриогенеза нервной системы гребешка, существенно уменьшающих особой выразительности репортер (промотор Гена crestin:EGFP) длина 296 ВР эмбрионов через 24 часа после оплодотворения. Мутации в гипотетическом сайте pax3 это практически не повлияло. Эксперименты по трансплантации был использован в 80 или более эмбрионов. Совместные впрыски поставщиком уби:мч появилась в управления после успешной передачи. Справа показана часть эмбрионов с указанным типом выражения репортер crestin:EGFP длина 296 ВР внематочная — неспецифические выражения. Нервного гребня конкретным выражением нервного гребня. НК+эст — комбинированный выражение. Прочитать статью обсуждаемого в науке
Спектральный анализ и уровень экспрессии целого ряда генов, в начале EGFP+сайты по гибридизации чипы подтверждения количественной ПЦР с обратной транскрипцией, показало, что происхождение меланомы восстановления молекулярных событий и профиль экспрессии генов, характерный для нервного гребня прекурсоров (НКП). Искусственное увеличение экспрессии ген sox10 в меланоциты экспериментальных данио резко ускоряется возникновение и развитие меланомы и ее торможение замедлилось эти процессы.
Также была исследована регуляция экспрессии генов нервного гребня эмбриона эпигенетическом уровне (то есть, вызванной механизмов, которые не предусматривают последовательность ДНК, в этом случае, изменения хроматина) и чем это развивающейся в меланому. Часть хроматина, которая является самой высокой гистона Н3 (Н3 Гистона), ацетилированного в положении C27 (H3K27Ac) (см. модификации гистонов, изменения гистона), который известен как супер усиленный (супер-усилитель, оно). Они связаны с ключевыми факторами транскрипции, которые регулируют экспрессию генов обращается к определенному типу клеток или раковых клеток.
Это супер расширенные возможности для применения методов, разработанных фрагментов антител хроматина Н3К27Ас и последующего качественного и количественного определения нуклеотидных posledovatelnostei год precipitiously фрагментов ДНК. Анализ профиля генов, которые открыты для улучшения выражения, метод также используется атас-секвенирование (АТКК-сл). Результаты, полученные с помощью обоих подходов показали подобный комплекс активно выражали генов на ранней стадии развития меланомы и формирование нервного гребня (Рис. 4).
Рис. 4. Общая модель для начала результаты меланомы в «возвращении» меланоциты состоянии в нервных прекурсоров хохол (НКЦ) в результате активации супер-усилители (супер-усилитель, оно). В нормальной ткани есть генетические события, которые приводят к активации онкогена (BRAFV600E) и инактивации опухолевых супрессоров (р53–/–). В результате, чтобы преодолеть «барьеры нормальности» и «разрыв obraznye» в районе. В этих районах, отдельных клеток необходимо преодолеть еще одно препятствие — возврат государственной предшественника нервного гребня (ПНК) и о начале формирования меланомы. Ингибирование процесса возвращения, Лекарство или другое средство могло предотвратить начало меланомы. Прочитать статью обсуждаемого в науке
Таким образом, показано, что в дополнение к мутации протоонкогенов и анти-онкогены, еще одним важным событием в инициации меланомы, чтобы восстановить клетки меланоциты состояние их эмбриональных предшественников (Рис. 5).
Рис. 5. Перепрограммирование меланоцитов приводит к злокачественным клеткам. В ходе эмбрионального развития зебра рыба в предшественники нервного гребня (НКП) является экспрессия генов crestin (отмечено зеленым), который регулирует специальный набор транскрипционных факторов. Потом перейдем к ПНК и изменение меланоцитов (серый), где экспрессия генов crestin останавливается. Модель зебра рыба BRAFV600E/р53–/–-меланоциты Express-это генетическое, но лишь немногие из них снова стали выражать crestin и вызвать инвазивные меланомы. Это является результатом случайного перепрограммирования реверса, который, за счет активации супер расширенный ряд ключевых генов во время эмбриогенеза меланоциты несущие онкогены, «возвращение» государства, который похож на ПНК. Рисунок краткое содержание документа для обсуждения в науке
Наверное, такие события происходят в развитии многих видов рака. Перепрограммирование описано в принципе открывают новые возможности для диагностики рака и искать новые предметы для лечения рака, чтобы предотвратить этот процесс. Но некоторые важные вопросы остаются нерешенными. Например, каково значение начала формирования опухоли имеет свое микроокружение («нишу») и как это произошло? Важно также использовать флуоресцентный маркер, чтобы увидеть, как меланома становится инвазивной опухоли, что повышает факторы транскрипции, эпигенетические регуляторы и сигнальные пути могут быть необходимы для инициации и прогрессии опухоли. Отмечается также, что ген аналоги хохол в данио рерио, а не на мышах или людях еще не найдено. Обнаружение таких маркеров эмбриогенеза необходимо максимально подробно изучить начальный этап формирования раковых опухолей в организме человека.
Источники:
1) Чарльз К. Кауфман, Кристиан Брютон, З. Пенг вентилятор, Сонг Янг, Эндрю Дж Томас, Джули Абла, Джастин л. Тан, Д. Fogley Рейчел, Эллен Ван Rooijen, Эллиот Джей Хагедорн, Кристи Ciarlo, Ричард М. Уайт, Доминик А. Матос, Анн-Кристин съемник, Кристина Santoriello, Эрик К. Ляо, Ричард А. Янг, Леонард И. зон. В данио модели меланомы, чтобы выявить появление нервного гребня личности во время меланомы посвящения // Наука. 2016. ДОИ: 10.1126/наука.aad2197.
2) Soufiane Boumahdi, Седрик Blanpain. Отслеживания происхождения опухолей // Наука. 2016. В. 51. С. 453-454. (Популярный синопсис к обсуждаемой статьи в науке.)
Вячеслав Калинин