Genetiska "brytare" för bentillväxt: 2700 förstärkare som styr geners inverkan på vuxenhöjd

StockholmForskare vid Universitetet i Genève har upptäckt viktiga genetiska sekvenser som styr bentillväxt. Endast 3 % av däggdjursgenomet innehåller gener som producerar proteiner för biologiska funktioner och utveckling. Dessa gener regleras av andra sekvenser kallade förstärkare, som kan slå på eller av gener.

Forskare upptäckte 2 700 delar av DNA som styr bentillväxt. Denna upptäckt hjälper till att förklara en viktig anledning till varför människor har olika längd och kan också visa varför vissa benproblem uppstår.

Vi ärver mycket av vår längd från våra föräldrar. Vissa genetiska sjukdomar kan påverka hur våra ben växer, ibland av oförklarliga skäl. Orsaken kan ligga utanför generna, i andra delar av genomet som styr dessa gener.

Guillaume Andrey, en professor vid UNIGEs medicinska fakultet och Genève-institutet för genetik och genomik, ledde studien. Han förklarar att små DNA-sekvenser kallade förstärkare styr omvandlingen av DNA till RNA, som sedan bildar proteiner. Vi kände redan till de gener som är involverade i benbildning, men vi visste inte vad som reglerade dem. Denna forskning hjälper oss att förstå den regleringen.

Forskarna kom fram till följande:

• Teamet använde en banbrytande metod för att skapa mus-embryon med lysande skelett.
• De isolerade och studerade cellerna för att förstå hur förstärkare fungerar under skelettutveckling.
• De identifierade specifika sekvenser som reglerar gener involverade i benbyggande.
• De inaktiverade dessa förstärkare för att bekräfta deras roll i genaktivering.

Läs också:

Idag · 07:03

Uruguays ametistgeoder: nya insikter om kristallisation

Ben som lyser skapades med en ny metod från mus-stamceller. Denna metod gjorde det möjligt för forskare att se benen hos mus-embryon, vilket underlättade separationen av celler för vidare studier. Fabrice Darbellay, en forskare i Andreys laboratorium, ledde denna del av studien. Teamet observerade kromatinaktivitet, där DNA är packat, i de lysande bencellerna.

De identifierade vilka delar av DNA:t som styrde generna för benbildning genom att använda genaktiveringsmarkörer. Resultaten bekräftades genom att stänga av dessa styrdelar samtidigt som de huvudsakliga generna förblev aktiva. Om genaktiveringen upphörde, visade det att de hade hittat de rätta styrdelarna.

Hos möss upptäckte forskare 2 700 genetiska strömbrytare, varav 2 400 även finns hos människor. Kromosomer är långa DNA-strängar. Specifika DNA-regioner, kallade förstärkare, styr närliggande gener. Dessa regioner och de gener de reglerar ligger nära varandra på samma kromosom, vilket gör att de kan interagera effektivt. Skillnader i aktiviteten i dessa regioner kan förklara variationer i kroppsstorlek mellan människor. Benstorlek och total kroppslängd är direkt kopplade till aktiviteten hos benceller.

Många bensjukdomar beror inte på förändringar i gensekvenserna, utan kan vara kopplade till förändringar i de reglerande delarna av genomet. Dokumenterade fall visar att det är förändringar i dessa reglerande delar, inte i själva generna, som orsakar bensjukdomar. Det är troligt att många bensjukdomar förblir oupptäckta när gensekvenserna ser normala ut. Problem med dessa reglerande delar kan också orsaka andra utvecklingssjukdomar.

Studien har publicerats i tidskriften Nature Communications.