צוות מדענים במעבדת MRC למדעי הרפואה (LMS) חשף מנגנון שלא היה ידוע בעבר השולט על האופן בו גנים מופעלים 'ו-' כבוי 'במהלך התפתחות עוברית. המחקר שפורסם כיום בתא התפתחותי, שופך אור על אופן הייצור של סוגי תאים מגוונים בפיתוח עוברים.
את המחקר הובילו ד"ר איירן אמבלארד וד"ר ויקי מטציס מקבוצת הביקורת לפיתוח ותמלול, בשיתוף עם מתקני LMS והכרומטין ופיתוח וקבוצות גנומיקה רגולטורית חישובית.
כל התאים מכילים אותו DNA אך חייבים להדליק גנים ספציפיים 'ל'כאבה' – תהליך המכונה ביטוי גנים – ליצירת חלקי גוף שונים. התאים בעיניך ובזרועותיך מכילים את אותם הגנים אך 'מבטאים' אותם אחרת כדי להפוך לכל חלק בגוף. העבודה התמקדה בגן CDX2. משך הביטוי CDX2 עוזר לקבוע היכן ומתי תא מייצר אבות חוט עמוד השדרה. החוקרים רצו להבין אילו תהליכים שולטים בחלון הקצר הזה.
הצוות גילה אלמנט DNA שכינה 'מכשיר', שמפחית את ביטוי הגנים באופן ספציפי לתא-בניגוד לשיפורים או משתיקי קול, סוגים אחרים של אלמנטים של DNA המפעילים גנים באופן כללי. על ידי שינוי אלמנט זה, הם יכלו לכוונן כמה זמן או עד כמה התבטא CDX2 חזק, ובאופן יעיל מתנהג כמו 'מתג דימר גנטי'. שיבוש 'המתג' בעוברי עכבר אישר גם את תפקידו המהותי בעיצוב תוכנית הגוף המתפתחת.
פריצת דרך זו סוללת את הדרך לעבר ביטוי גנים הניתן לתכנות, ומציעה את היכולת לשלוט במדויק בפעילות הגנים במרחב ובזמן. הממצאים לא רק מעמיקים את ההבנה שלנו בביולוגיה התפתחותית אלא עשויים להודיע על אסטרטגיות טיפוליות חדשות המכוונות לגנום שאינו מקודד. גישות כאלה יכולות יום אחד לאפשר טיפולים המתאימים באופן סלקטיבי את ביטוי הגנים ברקמות ספציפיות, עם השלכות על מחלות הנגרמות כתוצאה מוויסות שגוי של גנים.
ויקי הדגיש את הפוטנציאל: "אנו נרגשים מכיוון שמחקרים קודמים מראים כי הגנום שלנו עשוי להכיל סוגים רבים ושונים של אלמנטים המכוונים דק את הביטוי של הגנים, אך לא היה להם קל לזהות. אם נוכל להתמודד עם אתגר זה, הדבר מחזיק פוטנציאל עצום לפתיחת דרכים חדשות לטיפול במחלות על ידי ביטוי גנים ויפה היכן ומתי זה נדרש."
המחקר, הממומן על ידי Wellcome, עם תמיכה של המועצה לחקר הרפואה, מוסיף לגוף עבודה הולך וגדל ובוחן כיצד DNA שאינו מקודד שולט בוויסות גנים-תחום עם השלכות עמוקות על הרפואה, מתכנון טיפולי גנים חדשים ועד שיפור טיפולים.
