Οι επιστήμονες της Northwestern Medicine έχουν ανακαλύψει πως η διαδικασία της μεθυλίωσης του DNA ρυθμίζει την ανάπτυξη των κινητικών νευρώνων του νωτιαίου μυελού, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cell Stem Cell.
Η μεθυλίωση του DNA, ένας επιγενετικός μηχανισμός που καθορίζει εάν εκφράζεται ή όχι ένα γονίδιο, καθοδηγεί τα βλαστοκύτταρα καθώς μετασχηματίζονται από τυφλά πλακίδια σε εξειδικευμένα κύτταρα, σύμφωνα με τον Ευάγγελο Κισκίνη, Ph.D., επίκουρο καθηγητή Νευρολογίας στο τμήμα Νευρομυϊκών Νόσων και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης.
Οι κινητικοί νευρώνες είναι εξαιρετικά εξειδικευμένα νευρωνικά κύτταρα που συνδέουν το κεντρικό νευρικό σύστημα με τους μυς και εκφυλίζονται στην αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS), γνωστή και ως νόσο του Lou Gehrig.
“Αν κοιτάξετε τα πρότυπα μεθυλίωσης DNA σε ασθενείς με ALS, είναι παντού”, δήλωσε ο Κισκίνης, ο οποίος είναι επίσης καθηγητής Φυσιολογίας. “Είναι η κινητήρια δύναμη της νόσου, ή πρόκειται απλώς για ένα υποπροϊόν; Η μελέτη μας παρέχει μια πλατφόρμα για να αντιμετωπίσουμε αυτές τις ενδιαφέρουσες ερωτήσεις”.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια ποικιλία τεχνολογιών αιχμής – συμπεριλαμβανομένης της μονόκλωνου RNA-Sequencing και μιας προσαρμογής εστιασμένης μεθυλίωσης της επεξεργασίας γονιδίων CRISPR-Cas9, γνωστή ως epigenetic editing – για να δημιουργήσει μια σειρά από βλαστοκύτταρα που δεν είχαν διαφορετικά ένζυμα που προκάλεσαν DNA μεθυλίωση.
Μετά την ανάλυση των βλαστικών κυττάρων μαζί με τους διαφοροποιημένους νευρικούς προγόνους και τους πληθυσμούς των κινητικών νευρώνων, ο Alberto Ortega, Ph.D., ανώτερος μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο του Kiskinis και επικεφαλής συγγραφέας στη μελέτη, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το ένζυμο DNMT3A προκάλεσε μεθυλίωση του DNA.
“Η μεθυλίωση του DNA ρυθμίζει το δυναμικό γονιδιακής έκφρασης και επομένως την ταυτότητα των κυττάρων”, ανέφερε ο Κισσίνης. “Με τη μετάβαση των αρχέγονων κυττάρων από πρώιμους προγόνους σε αναπτυγμένους νευρώνες, η μεθυλίωση του DNA επιτρέπει την επαγωγή ή την καταστολή των βασικών παραγόντων μεταγραφής. Με τη σειρά τους, αυτοί οι μεταγραφικοί παράγοντες ρυθμίζουν τη λειτουργία και την εξειδίκευση του κυτταρικού τύπου.
“Η μελέτη μας δείχνειτη σημασία των επιγενετικών για τον έλεγχο των διαφόρων σταδίων της ανάπτυξης του ανθρώπινου κεντρικού νευρικού συστήματος με τον συντονισμό των επιπέδων έκφρασης των μεταγραφικών παραγόντων”, πρόσθεσε ο Ortega.