In fase di sviluppo precoce del cuore, dei geni in tandem

Giugno 16, 2016 Admin Salute 0 7
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Studiare i geni che regolano lo sviluppo precoce del cuore negli animali, gli scienziati hanno risolto un puzzle sul ruolo di un gene, trovando che agisce di concerto con un gene correlato. La loro scoperta contribuisce a capire come le prime fasi di sviluppo del cuore può andare storto, causando difetti cardiaci congeniti negli esseri umani.

Peter J. Gruber, MD, Ph.D., un cardiochirurgo presso l'ospedale dei bambini di Philadelphia, ha condotto uno studio pubblicato questa settimana nel numero 15 gennaio del Journal of Biological Chemistry. Che si verificano in circa 1 su 200 bambini, cardiopatie congenite rappresentano il difetto più comune nascita umana.

"Abbiamo scoperto un ruolo per il gene Gata5, un ruolo che è stato sottovalutato in sviluppo cardiaco vertebrati", ha detto Gruber. "Gata5 è un gene che è essenziale per lo sviluppo del cuore in altri animali, come rane e zebrafish, ma contrariamente alle aspettative, l'eliminazione di questo gene sembra avere alcun effetto sui cuori dei mammiferi. Abbiamo trovato, tuttavia, che nei topi, questo gene collabora strettamente con altri geni a influenzare lo sviluppo del cuore. Si può lavorare in modo simile negli esseri umani. "




Il gene Gata5 esprime la GATA5 proteina, che è membro di una famiglia di zinc-finger fattori di trascrizione - proteine ​​che fungono da interruttori per accendere l'attività dei geni o disattivare. I fattori di trascrizione regolano come il DNA trasporta le sue istruzioni in RNA messaggero e RNA, a sua volta aiuta a produrre una proteina specifica di particolari funzioni in processi biologici. I fattori di trascrizione GATA svolgono compiti importanti durante lo sviluppo di un organismo.

Lavorare in topi, gruppo di studio di Gruber geneticamente i topi in cui i geni Gata5 erano inattivi, e trovato gli animali erano sani, con il cuore normalmente funzionanti. Hanno fatto trovare, tuttavia, che questi topi hanno mostrato un aumento di espressione di un altro gene nella stessa famiglia, GATA4, che ha suggerito che GATA4 potrebbe compensare la perdita di Gata5.

Quando allevati un nuovo gruppo di topi in cui Gata5 era inattiva e aveva solo una funzionante GATA4 allele (ogni gene ha due alleli) i topi avevano tutti profondi difetti cardiaci e sono morti prima della nascita. (Topi con una normale Gata 5 gene e solo uno funzionante GATA4 allele erano normali.)

"La nostra ricerca suggerisce che Gata5 ha un ruolo precedentemente insospettato durante lo sviluppo cardiaco, agendo in cooperazione con GATA4 per dirigere il cuore a formare strutture normali", ha detto Gruber. "Se lo stesso processo si verifica negli esseri umani, che ci dice qualcosa di nuovo sul cuore sviluppo prenatale. La ricerca mostra anche che studiare un singolo gene in isolamento può non essere sufficiente. Qui un gene tamponi gli effetti della perdita di un altro gene."

Nelle persone, i geni della famiglia GATA regolano lo sviluppo del muscolo cardiaco in particolari strutture che dividono i lati sinistro e destro del cuore. La squadra di Gruber sta portando studi di follow-up, studiando come i geni osservati nei topi possono essere analogo a geni coinvolti nello sviluppo del cuore embrionale negli esseri umani. "Anche se molto lontano, una maggiore comprensione dei meccanismi biologici durante lo sviluppo precoce del cuore può finalmente fornire obiettivi utili per la diagnosi più accurata e un trattamento personalizzato dei bambini con cardiopatie congenite", ha aggiunto Gruber.

Le sovvenzioni dal National Institutes of Health e la Fondazione Famiglia Pliezowicz sostenuto questo studio. Co-autori di Gruber erano Manvendra K. Singh, Yan Li, Shanru Li, Diane Zhou, Min Min Lu, Jonathan A. Epstein, e Edward E. Morrisey, tutta la University of Pennsylvania; e Ryan M. Cobb, dell'ospedale dei bambini. Gruber e Yan Li sono il personale di entrambe le istituzioni.

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