Экзогенная микроРНК из пищи матери способна проходить через плаценту и регулировать экспрессию генов плода

19.05.2015 477 0

Исследовательская группа под руководством Чен-Ю Чжана (Chen-Yu Zhang) из Нанкинского Университета (Nanjing University, Китай) продемонстрировала, что малые некодирующие РНК, содержащиеся в пище, потребляемой беременной женщиной, могут проникнуть через плаценту и регулировать экспрессию генов плода. Результаты исследования опубликованы в журнале Protein & Cell.

МикроРНК представляют собой один из видов некодирующей РНК длиной приблизительно 22 нуклеотида, которая присоединяется к таргетным информационным РНК с целью ингибирования синтеза белка. Результаты предыдущих исследований этой научной группы показали, что микроРНК растений способны проникать в кровь и ткани хозяина во время приема пищи. Экзогенная микроРНК, полученная из пищи, абсорбируется, упаковывается в микропузырьки, а затем секретируется в кровь клетками желудочно-кишечного тракта животных. Экзогенная микроРНК, проникнувшая в организм хозяина из пищи, может регулировать течение физиологических процессов в организме хозяина путем регуляции «таргетных» генов хозяина. Чтобы подтвердить новую концепцию, ученые продемонстрировали, что микроРНК растений MIR2911, в большом количестве содержащаяся в жимолости, таргетно воздействует на вирусы гриппа А, включая H1N1, H5N1 и H7N9. Употребление в пищу супа из жимолости может предотвратить развитие инфекции, вызванной вирусом гриппа А, и снизить смертность среди мышей, вызванную вирусом H5N1.

В новой статье ученые описывают еще один результат исследования: экзогенные микроРНК растений и искусственные синтетические малые интерферирующие РНК (миРНК) могут передаваться через плаценту и непосредственно регулировать экспрессию генов у плода.!!! Во-первых, экзогенная микроРНК растений была обнаружена в пуповинной крови человека, амниотической жидкости, а также небольшое количество микроРНК растений было выявлено в эмбрионах животных. Когда беременных мышей-самок кормили супом из жимолости (экзогенные микроРНК растений содержались в физиологической концентрации в пище), значительная концентрация MIR2911 растений была обнаружена в печени плода. Кроме того, добавление в пищу беременных мышей-самок миРНК синтетического альфа-фетопротеина (АФП, который экспрессируется только в печени плода) значительно снизило концентрацию мРНК АФП и концентрацию белка. Ученые также продемонстрировали, что малые РНК, переносимые микропузырьками, способны проникать через плаценту.

Это исследование имеет большое значение из-за следующих причин:

1) В нем впервые было продемонстрировано, что малые РНК могут проникать через плаценту млекопитающих и напрямую регулировать генную экспрессию у плода и, следовательно, способны влиять на его развитие. Известно, что плацента является жизненно важным органом, от которого зависят выживание и рост плода. Это формирует взаимодействие между внутренней средой матери и плода, способствуя газообмену, обмену питательных веществ и продуктов жизнедеятельности, а также играет роль барьера между иммунной системой матери и плодом.«Классическое представление заключается в том, что нуклеиновая кислота не способна проникнуть через плаценту млекопитающих, в то время как мы продемонстрировали, что малые РНК в микропузырьках способны проникнуть через плаценту», – говорит Чжан. Полученные данные важны для понимания функции плаценты, а также материнской и фетальной окружающей среды.

2) Экзогенные малые РНК в пище влияют не только на состояние беременной женщины, но и на развитие плода. Рацион питания матери окажет влияние на плод или даже определит состояние здоровья плода после рождения. Диетические склонности или нездоровые пищевые привычки повлияют на здоровье плода, нарушив баланс трансплацентарной микроРНК, и даже могут вызвать развитие заболевания у плода во взрослом возрасте.

3) Полученные данные также показывают, что материнские малые некодирующие РНК участвуют в эпигенетической регуляции у плода во время беременности. Таким образом, патологическое состояние матери может привести к возникновению аномального эндогенного профиля микроРНК как таковое, что также повлияет на здоровье плода.

«Это – первое исследование, в котором изучалась трансплацентарная передача малых некодирующих РНК», – говорит профессор Яли Ху (Yali Hu), эксперт отделения акушерства и гинекологии из Nanjing Drum Tower Hospital (Китай). «Это исследование предлагает новую терапевтическую стратегию лечения болезней плода в утробе матери. Поскольку искусственные синтетические миРНК могут транспортироваться через плаценту, мы можем попытаться использовать генную терапию для лечения заболеваний плода, управляя питанием матери», – говорит Ху.

По материалам Nanjing University School of Life Sciences

Оригинальная статья:
Jing Li, Yujing Zhang, Dameng Li, Yuchen Liu, Danping Chu, Xiaohong Jiang, Dongxia Hou, Ke Zen, Chen-Yu Zhang. Small non-coding RNAs transfer through mammalian placenta and directly regulate fetal gene expression. Protein & Cell, 2015; DOI:10.1007/s13238-015-0156-2

Тема №10 полемики: «Экспрессия…. Регуляция….Перспективы и ральность»

http://www.ntv.ru/novosti/1544757/

Ученые: суррогатные матери передают ребенку свои гены

Исследователи из Института по изучению бесплодия в Валенсии и Стэнфордского университета пришли к неожиданному выводу: женщина, вынашивающая не своего ребенка, способна генетически влиять на него. 2129 Подробнее на НТВ.Ru: http://www.ntv.ru/novosti/1544757/?fb#ixzz3rRhZHiTo

Оказывается, матка выделяет молекулы, известные как микроРНК, и они могут серьезно воздействовать на плод, определяя его характер и даже внешность.

Для бесплодных женщин, не способных зачать ребенка естественным путем, есть два варианта: усыновление и попытка выносить ребенка, зачатого из донорской яйцеклетки «в пробирке». Много лет женщины выбирали второй путь, надеясь, что беременность и роды помогут им эмоционально сблизиться с детьми, которые генетически не имеют с ними ничего общего. И впоследствии многие отмечали, что рожденные таким образом малыши необъяснимо похожи на них. Это касается внешности, привычек и т.д.

Испанские и американские исследователи под руководством докторов Фелипе Виелла и Карлоса Симона предположили, что микроРНК (некодирующие молекулы, участвующие в регуляции экспрессии генов), присутствующие в слизистой оболочке матки, могут изменять эмбрион. Во время начальной стадии имплантации бластоциста (так называется эмбрион на самых ранних сроках) прикреплена к стенке матки, и ее развитие регулируется слизистой оболочкой матки и околоплодными водами.

Ученые выяснили, что 6 из 27 специфических материнских микроРНК присутствуют в эпителии матки на этой стадии, а в дальнейшем они оказываются в околоплодной жидкости. Как объясняют медики, таким образом, материнский организм регулирует развитие эмбриона, изменяя экспрессию различных генов. Проще говоря, именно материнский организм решает, какие гены ребенка будут включены, а какие выключены.

Так что традиционный подход, когда суррогатная мать рассматривалась лишь как инкубатор для оплодотворенной яйцеклетки, оказался неверным. Для стран, в которых суррогатное материнство разрешено законом, данное открытие медиков ставит целый ряд этических вопросов.

Ps.! микроРНК (miRNAs) — некодирующие молекулы РНК, участвующие в регуляции экспрессии генов.
У групп нормальных клеток специальные микроРНК подавляют гены, стимулирующие деление и клеточный рост. Но в клетках опухоли этот рост становится неконтролируемым. Исследователи обнаружили, что, когда они восстановили сигналы микроРНК в раковых клетках, те переставали неконтролируемо расти.

!!! В своих лабораторных опытах ученые смогли восстановить нормальную клеточную функцию и прекратить деление, воздействуя на микроРНК в клетках нескольких агрессивных типов рака. Это может стать новой стратегией терапии рака, хотя пока она не опробована даже в доклинических испытаниях.

Осциллирующие гены получили свое название из-за того, что имеют довольно точный и жесткий временной паттерн своей экспрессии. Впервые такой ген был обнаружен в зрительных клетках плодовой мушки еще в 1971 году и получил название per (от period), так как его экспрессия напрямую определялась временем суток и имела строгую цикличность. В большинстве случаев осциллирующие гены участвуют в регуляции деления клеток, циркадианных ритмах, развитии эмбрионов (особенно в формировании конечностей). Однако и сейчас о них известно довольно мало.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: