In Kino-und science-fiction, eine kleine änderung in der Vergangenheit kann schwerwiegende, manchmal ist das Leben-verändernde Effekte in der Zukunft. Mit einer Serie von Momentaufnahmen, die Forscher kürzlich aufgenommenen sogenannten „butterfly Effekt“ in Herz-Muskel-Zell-Entwicklung, und sagen, dass diese neue Ansicht in der Reihenfolge der gen-expression Aktivität kann dazu führen, ein besseres Verständnis der Krankheit-Risiko.
Die Studie, veröffentlicht Juni 28, in der Wissenschaftidentifiziert, die Hunderte von DNA-Regionen, die im Zusammenhang mit unterschieden in der Genexpression zwischen Individuen.
„Das menschliche Genom ist ausgiebig studiert worden, aber, wie jede person, die Zellen nutzen das Genom ist Komplex, dynamisch, und nicht so gut verstanden. In dieser Studie suchten wir nach Fällen, in denen genetische Unterschiede zwischen den Menschen ändern, die während der Zell-Entwicklung,“ sagt Alexis Schlacht, Associate Professor für Biomedizinische Technik an der Johns Hopkins University und einer der Papier-senior-Autoren.
Während frühere Studien haben festgestellt, Tausende von expression quantitative trait locus (eQTL), oder DNA-Bereiche, die Einfluss auf die Genexpression haben Sie stützten sich auf Daten zu einem Zeitpunkt, sagt Kampf. Aber viele dieser Unterschiede in der expression können tatsächlich auftreten, in verschiedenen Stadien der Entwicklung oder abhängig von Umgebung, führende Forscher, um potenziell verpassen Krankheit Verbände, die nicht untersucht werden vollständig entwickelten Gewebe.
„Die Verbände sind wie Sternschnuppen“, sagt Yoav Gilad, Leiter der Genetischen Medizin an der Universität von Chicago und die anderen senior-Autor der Studie. „Sie scheinen an einem Punkt und nie wieder während der Entwicklung, und Sie könnte tatsächlich wichtig sein, um den Phänotyp der Reifen Gewebe und vielleicht sogar Krankheit. Aber es sei denn, Sie studieren jene bestimmten Zelltypen zu einem bestimmten Zeitpunkt, wirst du Sie nie sehen.“
Zu finden ist diese flüchtigen Assoziationen, die das team verwendet induzierte pluripotente Stammzellen, eine Art von master-Stammzellen können fast jede Art von Zelle, die hier dann differenziert in kardiomyozyten oder Herz-Muskel-Zellen.
Das research-team abgetastet RNA aus den Zellen von 19 Personen einmal pro Tag über 16 Tage als entwickelten Sie sich in Herz-Muskel-Zellen. Zu kämpfen wissen, dieser Versuch ist die erste große Zeit-Studium der Genexpression in Herzmuskelzellen bei mehreren Personen, mit der größten Anzahl an Zeitpunkten abgetastet.
Durch die Gewinnung von genexpressionsdaten jeden Tag, die Forscher konnten so wichtige Informationen über die Genexpression während die in-zwischen den Stufen, wenn die Zelle weder einen neuen Stammzellen noch eine voll-gebildet herzmuskelzelle.
Diese flüchtigen Unterschiede während der zellulären Entwicklung könnte möglicherweise Konto für Unterschiede im Risiko für komplexe Krankheiten wie Krebs, Herzkrankheiten oder diabetes, nicht verursacht durch eine einzelne genetische mutation, sondern vielleicht Hunderte. Auf Ihre eigene, jede dieser kleinen Veränderungen wirken sich nicht auf Ihre Allgemeine Gesundheit dramatisch, aber zusammen können Sie erhöhen das Risiko für bestimmte Krankheiten. Die neue Forschung zeigt, dass diese kleinen genetischen Unterschiede könnten Auswirkungen der gen-expression an vielen Punkten entlang der Strecke.
„Um vollständig zu verstehen, wie Genetik Auswirkungen Erkrankungsrisiko, werden wir letztlich müssen alle berücksichtigen, dass die verschiedenen Zelltypen, Entwicklungs-Zeit Punkte-und Umwelt-Bedingungen, die relevant sein könnten, zu verschiedenen Krankheiten. Diese Studie ist ein Schritt in diese Richtung“, sagt Kampf.