Jak nasze geny przyczyniają się do podatności na alergie
Streszczenie: Nowe badania ujawniają, w jaki sposób niewielkie różnice genetyczne wpływające na białko ETS1 mogą wpływać na podatność danej osoby na alergie. Te niewielkie zmiany genetyczne mogą zmienić produkcję ETS1, który odgrywa istotną rolę w kontrolowaniu komórek odpornościowych, znanych jako komórki pomocnicze T CD4+, które odgrywają kluczową rolę w reakcjach alergicznych.
Odkrycia sugerują, że zaburzenia równowagi tych komórek odpornościowych mogą prowadzić do alergicznych stanów zapalnych. Ten przełom w zrozumieniu może utorować drogę nowym interwencjom terapeutycznym w przewlekłych chorobach alergicznych.
Kluczowe fakty:
- Białko ETS1 ma kluczowe znaczenie w regulacji komórek pomocniczych T CD4+, komórek odpornościowych integralnych z odpowiedzią organizmu na alergeny.
- Niewielkie zmiany genetyczne mogą zakłócać produkcję białka ETS1, potencjalnie prowadząc do braku równowagi w komórkach odpornościowych i wywołując alergiczny stan zapalny.
- Badania te dostarczają nowych informacji na temat złożonego związku między naszymi genami a podatnością na powszechne choroby, takie jak alergie, których nie można przypisać pojedynczemu genowi, ale złożonej interakcji czynników genetycznych.
Źródło: Uniwersytet Pensylwanii
Nowe badania pogłębiają naukowe zrozumienie, dlaczego niektórzy ludzie są bardziej podatni na alergie niż inni.
Naukowcy z Perelman School of Medicine na University of Pennsylvania ustalili, w jaki sposób różnice genetyczne, które zmieniają określone białko o nazwie ETS1, mogą wpływać na reakcję naszego organizmu na alergie. Odkryli, że niewielkie zmiany w ETS1 w modelu zwierzęcym mogą prowadzić do zwiększonego prawdopodobieństwa wystąpienia reakcji alergicznych powodujących stan zapalny.
Wyniki badań zostały niedawno opublikowane w Odporność.
Amerykańskie Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom donoszą, że alergie są szóstą najczęstszą przyczyną chorób przewlekłych w Stanach Zjednoczonych, co powoduje roczne wydatki przekraczające 18 miliardów dolarów.
Podczas gdy poprzednie badania ustaliły silne podstawy genetyczne alergii i zidentyfikowały specyficzne warianty sekwencji genetycznych, które predysponują do tych chorób przewlekłych, to w jaki sposób nasze DNA może wpływać na nasze szanse na rozwój alergii pozostaje niejasny. Ale zrozumienie tego może prowadzić do ulepszonych badań i potencjalnych nowych metod leczenia.
Wykorzystując nowoczesną genomikę i techniki obrazowania, współpracujący zespół naukowców, kierowany przez dr Golnaz Vahedi z Penn, profesora nadzwyczajnego genetyki i dr Jorge Henao-Mejia, profesora nadzwyczajnego patologii i medycyny laboratoryjnej, odkrył, że Białko ETS1 odgrywa rolę w kontrolowaniu typu komórek odpornościowych zwanych pomocniczymi komórkami T CD4+, które są ważne w reakcjach alergicznych i pomagają zorganizować odpowiedź immunologiczną poprzez aktywację i koordynację innych komórek odpornościowych.
Interakcje DNA w obrębie segmentu genomowego obejmującego gen ETS1 kontrolują ilość wytwarzanego białka ETS1.
„Odkryliśmy, że te interakcje działają jak ściemniacz” – powiedział Vahedi. „Kiedy w tym obszarze zachodzą zmiany w DNA, może to zepsuć przełącznik ściemniacza, powodując problemy z kontrolowaniem białka ETS1. Może to prowadzić do braku równowagi w naszych komórkach odpornościowych i powodować alergiczne stany zapalne.
Chociaż nastąpił postęp w zrozumieniu cech genetycznych, które są zgodne z przewidywalnymi wzorcami, takimi jak te przekazywane przez rodziców, trudniej jest zrozumieć warunki, które obejmują wiele różnych genów i są powszechne w populacjach. Tych złożonych warunków nie można wyjaśnić po prostu „wyłączając” jeden gen.
Zamiast tego mogą być spowodowane niewielkimi zmianami w DNA, które wpływają na współpracę genów. Jednak naukowcy nadal nie wiedzą zbyt wiele o tym, w jaki sposób te zmiany w DNA odnoszą się do organizacji naszych genów lub jak wpływają na ekspresję genów w przypadku najbardziej złożonych chorób.
„Praca ta pokazuje, jak niewielkie różnice w naszym DNA mogą zaburzać równowagę między naszymi komórkami odpornościowymi, skutkując znaczącymi obserwowalnymi cechami u pacjentów. Zjawisko to może wystąpić w innych powszechnych chorobach, takich jak zaburzenia autoimmunologiczne” – powiedział Henao-Mejia.
Inni współautorzy tego badania to Aditi Chandra, Sora Yoon i Michael Michieletto.
Finansowanie: Badanie to zostało sfinansowane przez National Institutes of Health (R01AI168240, UC4 DK112217, U01 DK112217, R01 HL145754, U01 DK127768, U01 DA052715, R01 HL136572), Burroughs Welcome Fund, Chan Zuckerberg Initiative Award, WW Smith Charitable Trust, Sloan Fundacji i Funduszu Charytatywnego PEW.
O tych wiadomościach z badań genetycznych
Autor: Mateusz Toala
Źródło: Uniwersytet Pensylwanii
Kontakt: Matthew Toal – Uniwersytet Pensylwanii
Obraz: Obraz jest przypisywany do Neuroscience News
Orginalne badania: Dostęp zamknięty.
„Kontrola ilościowa Ets1 dawkowanie przez multi-enhancer hub promuje różnicowanie komórek Th1 i chroni przed zapaleniem alergicznym” autorstwa Golnaz Vahedi i in. Odporność
Abstrakcyjny
Kontrola ilościowa Ets1 dawkowanie przez multi-enhancer hub promuje różnicowanie komórek Th1 i chroni przed alergicznymi stanami zapalnymi
Przegląd najważniejszych wydarzeń
- Ets1 locus tworzy koncentrator multi-enhancer zawierający super-wzmacniacz o nazwie Ets1-SE
- Ets1-SE jest wymagane do różnicowania Th1 i Ets1 kontrola dawkowania genów
- usunięcie Ets1-SE prowadzi do ochrony przed zapaleniem jelita grubego i jawną reakcją alergiczną
- Ets1 dawka kontroluje topologię genomu specyficzną dla Th1 poprzez rekrutację CTCF
Streszczenie
Centra multi-enhancer to przestrzenne klastry wzmacniaczy obecnych w wielu programach rozwojowych.
Tutaj badaliśmy funkcjonalne znaczenie tych trójwymiarowych struktur w biologii komórek T.
Modelowanie matematyczne pozwoliło na zidentyfikowanie wysoce połączonego koncentratora multi-wzmacniacza w Ets1 locus, zawierający niekodujący element regulatorowy, który był punktem zapalnym dla zmienności sekwencji związanej z chorobą alergiczną u ludzi.
Usunięcie tego elementu regulacyjnego u myszy ujawniło, że łączność z wieloma wzmacniaczami była zbędna dla rozwoju komórek T, ale wymagana dla CD4+ T pomocnik 1 (Th1) różniczkowanie.
Te myszy były chronione przed zapaleniem jelita grubego, w którym pośredniczy Th1, ale wykazywały jawne reakcje alergiczne. Mechanicznie, multi-wzmacniacz sterował dawkowaniem Ets1 co było wymagane do rekrutacji CTCF i składania topologii genomu specyficznej dla Th1.
Nasze odkrycia ustanawiają paradygmat, w którym koncentratory z wieloma wzmacniaczami kontrolują kompetencję komórkową do reagowania na sygnał indukcyjny poprzez ilościową kontrolę dawki genu i zapewniają wgląd w to, jak zmienność sekwencji w obrębie elementów niekodujących w Ets1 locus predysponuje osoby do reakcji alergicznych.
