Вирусный метод для измерения активности факторов транскрипции в живом организме
Ученые из Университета Тохоку (Япония) разработали вирусный метод для измерения изменений в активности факторов транскрипции — ключевых элементов регуляции генов — в условиях меняющейся среды живых организмов. Исследование, опубликованное в журнале iScience, поможет лучше понять регуляцию генов, что важно для изучения развития болезней и поиска методов их лечения.
"Факторы транскрипции напрямую регулируют копирование ДНК в РНК — процесс, ведущий к образованию белков", — поясняет Кентаро Абе, биолог развития и нейробиолог из Университета Тохоку. "Они также играют ключевую роль в определении функции и идентичности клеток. Но до сих пор не было способа измерить их активность в живых организмах. Наше исследование представляет новый метод для количественной оценки активности множества факторов транскрипции 'in vivo'".
Суть метода:
- Клетки заражаются вирусами, каждый из которых несет специфичную последовательность ДНК — сайт связывания фактора транскрипции (TFBS).
- TFBS активируется при связывании с комплементарным фактором транскрипции. Ученые использовали TFBS для 56 различных факторов.
- Активация TFBS включает другой ген в вирусе, который заставляет клетку производить флуоресцентные белки, сигнализируя об активности конкретного фактора транскрипции.
- Уровень флуоресцентных белков измеряется с помощью ПЦР-теста.
Результаты экспериментов:
In vitro: При заражении разных типов клеток в чашках Петри вирусами с различными TFBS было обнаружено, что в каждом типе клеток активны разные факторы транскрипции. Профиль активности также менялся при обработке клеток разными препаратами.
In vivo: Вирусы ввели в мозг 15-дневных эмбрионов мышей. После рождения мышей в возрасте 8–12 месяцев разделили на три группы:
- Группа 1: Переселены в более комфортные просторные клетки с игрушками незадолго до эвтаназии.
- Группа 2: Подвергнуты стрессу (принудительное плавание в воде по 12 минут два дня подряд).
- Группа 3: Контрольная группа, оставленная в домашних клетках без изменений.
Анализ мозга показал значительную разницу в профиле активности факторов транскрипции между тремя группами мышей.
"Основываясь на нашем методе, мы теперь пытаемся количественно проанализировать, как активность факторов транскрипции меняется при различных физиологических состояниях, включая развитие, обучение, изменение образа жизни, стресс и прогрессирование болезни", — говорит Абе. "Эти анализы помогут определить факторы транскрипции, ответственные за пластические изменения организмов, и проложить путь к пониманию их молекулярных механизмов".