Įprastas žmogaus nėštumas trunka 40 savaičių, tačiau dauguma tėvų žino, kad šis skaičius yra tik apytikslis įvertinimas. Kūdikiai gimsta iš pažiūros nenuspėjamu laiku, o normalus nėštumas svyruoja nuo 38 iki 42 savaičių. Ir 10% visų gimdymų yra priešlaikiniai, tai reiškia, kad jie įvyksta iki 37 nėštumo savaitės, todėl kūdikiams kyla daugybė komplikacijų.
Dabar UC San Francisco mokslininkai atrado molekulinį laikmatį pelėms, kurie atlieka svarbų vaidmenį kontroliuojant, kada jos gimsta. Keista, kad laikmatis įsijungia pirmosiomis nėštumo dienomis ir veikia gimdoje.
Jei bus nustatyta, kad tas pats molekulių rinkinys yra svarbus žmogaus nėštumui, tai gali paskatinti naujus tyrimus, siekiant nustatyti moteris, kurioms gresia priešlaikinis gimdymas, ir imtis priemonių, kad būtų atidėtas gimdymas.
„Priešlaikinis gimdymas yra didžiulė problema visame pasaulyje, ir ilgą laiką niekas iš tikrųjų to nesuprato. Tikimės, kad mūsų darbas galės atskleisti pagrindinį mechanizmą”, – sakė profesorius Adrianas Erlebacheris, medicinos mokslų daktaras, mokslų daktaras. laboratorinės medicinos UCSF ir vyriausiasis straipsnio, kuris pasirodo sausio 21 d., autorius Ląstelė.
„Nauji atradimai padidina galimybę, kad priešlaikinį gimdymą sukelia dalykai, kurie įvyksta daug anksčiau nėštumo metu, nei tikėjomės.”
DNR pakuotė nėštumo metu
Nėštumo metu moters kūne vyksta didžiuliai biologiniai poslinkiai, kurių metu gimdoje pakyla arba nusileidžia šimtai genų.
Erlebacheris ir jo laboratorijos grupė tyrė baltymą, vadinamą KDM6B, kuris reguliuoja genų aktyvumą. Jie įtarė, kad nėštumo metu KDM6B gali padėti reguliuoti genus, susijusius su perėjimu į gimdymą.
KDM6B pašalina metilo chemines grupes iš histonų – struktūrų, kurios padeda organizuoti ir supakuoti DNR ląstelėse. Reaguodama į KDM6B, DNR tampa labiau prieinama kitiems faktoriams, reguliuojantiems genų ekspresiją, įjungiant šalia esančių genų veiklą.
Komanda pastebėjo, kad užblokavus KDM6B, pelių nėštumas pailgėjo, o jų kūdikiai gimė vėliau nei įprastai.
Iš pradžių mokslininkai įtarė, kad nėštumo pabaigoje KDM6B turi aktyvuoti gimdos epitelio ląstelių genus, kurie gamina hormonus, kurie, kaip žinoma, skatina gimdymą.
Tačiau kai jie atliko išsamią skirtingų ląstelių tipų analizę, jie nustatė, kad KDM6B poveikis nėštumo trukmei buvo susietas su kitu ląstelių tipu, vadinamu fibroblastais. Paprastai manoma, kad šios struktūrinės ląstelės nevaidina vaidmens reguliuojant darbą. Be to, KDM6B reguliavo šiuos fibroblastus pirmosiomis nėštumo dienomis.
„Mūsų išvados pabrėžia stebinantį gimdos fibroblastų vaidmenį reguliuojant gimdymo laiką“, – sakė mokslų daktarė Tara McIntyre, kuri vadovavo darbui kaip UCSF magistrantė. „Tai nebuvo kažkas, ko mes tikėjomės, ir tai visiškai pakeitė mūsų supratimą apie ląstelių tipus ir procesus, skatinančius gimdymo pradžią.”
Molekulinis laikmatis?
Tolesni eksperimentai su pelėmis atskleidė, kad netrukus po pastojimo histonuose prie tam tikrų gimdos fibroblastų genų atsiranda daugiau metilo grupių. Reaguodama į tai, šie genai lieka neaktyvūs, o tai leidžia gimdai palaikyti nėštumą.
Nėštumo metu šių histonų metilinimo lygis nyksta lėtai ir tolygiai, galiausiai pasiekdamas pakankamai žemą lygį, kad suaktyvėtų netoliese esantys genai, susiję su nėštumo įvykiais, pavyzdžiui, gimdymu. Ši erozija, kuriai nereikia KDM6B, veikia kaip laikmatis.
„Iš esmės atrodo, kad šis laikmatis suveikia nėštumo pradžioje, o vėliau palaipsniui mažėja“, – aiškino Erlebacheris. „Kai histono metilinimas pakankamai silpnėja, netoliese esantys genai įsijungia.”
Kai tyrėjai užblokavo KDM6B, histonai šalia tam tikrų genų nėštumo pradžioje susikaupė per daug metilinimo. Šis padidėjęs „nustatytas taškas“ reiškė, kad, nepaisant erozijos, šie genai nebuvo laiku suaktyvinti, todėl gimdymas buvo atidėtas.
Signalai gali būti susieti su priešlaikiniu gimdymu
Nors naujajame tyrime nebuvo tiesiogiai tirtas priešlaikinis gimdymas, naujai atrastas molekulinis laikmatis gali padėti kontroliuoti nėštumo trukmę žmonėms.
„Didysis klausimas yra, ar tie patys procesai yra svarbūs žmonėms“, – sakė Erlebacheris. „Jei taip yra, ar galime juos panaudoti nėštumo trukmei numatyti ar kontroliuoti?”
Jei naujai ištirti molekuliniai signalai žmonėms sutrinka, jie gali būti susiję su priešlaikinio gimdymo rizika, teigia jo komanda. Pavyzdžiui, kai kurios moterys gali pradėti nėštumą su mažesniu nei įprasta histono metilinimo lygiu; ir tai gali sukelti metilinimo eroziją, kad per greitai įsijungtų su darbu susiję genai.
Jis priduria, kad dauguma priešlaikinio gimdymo tyrimų buvo sutelkti į laiką prieš pat moters gimdymą. Nauji rezultatai rodo, kad daug ankstyvesni nėštumo etapai yra labai svarbūs, ir tai gali paskatinti naujas mokslinių tyrimų pastangas.