Forscher link altersbedingten DNA-Modifikationen, die zur Anfälligkeit für Krankheiten des Auges

National Eye Institute (NEI) Forscher epigenomic profiling Veränderungen in der Licht-sensing-Maus Photorezeptoren haben ein klareres Bild davon, wie altersbedingte Augenerkrankungen können verbunden werden, um altersbedingte Veränderungen in der regulation der Genexpression. Die Erkenntnisse, online veröffentlicht am April 21, die in Cell Reportslegen nahe, dass das epigenom gezielt angesprochen werden können, als eine therapeutische Strategie, um zu verhindern, dass die führenden Ursachen von Verlust der Sehkraft, wie altersbedingte Makula-degeneration (AMD). NEI ist Teil der Nationalen Institute der Gesundheit.

„Unsere Studie beleuchtet die molekularen Veränderungen und biologischen Signalwege, verbunden mit der Alterung der Stange Fotorezeptoren, lichtempfindlichen Zellen der Netzhaut. Zukünftige Untersuchungen können jetzt vorwärts bewegen, um zu untersuchen, wie können wir verhindern oder verzögern den Verlust der Sehkraft im Altern und hoffentlich reduzieren das Risiko von assoziierten neurodegeneration“, sagte der Studie führen Ermittler, Anand Swaroop, Ph. D., senior investigator und Leiter der NEI Neurobiologie, Neurodegeneration und Reparatur-Labor.

Jeder Organismus ist geboren mit einem Genom, einer Bibliothek von Genen, die Steuern, alle der Körper die Zell-und Gewebe-Funktionen. Expression von Genen, die—wenn gespeicherte Informationen in der DNA wird umgesetzt in Anweisungen für die Herstellung von Proteinen oder anderen Molekülen moduliert und aufrechterhalten, indem der Organismus das epigenom. Das epigenom-tags den DNA-code zu ändern der Genexpression in einer Weise, die können Sie günstig und ungünstig für das überleben.

Wie es sich herausstellt, dass Wechselspiel zwischen Genom und das epigenom entwickelt sich der Organismus altert. Die Wissenschaftler deshalb das Studium, epigenomik DNA-Modifikationen nach hinweisen darüber, warum bestimmte Krankheiten entwickeln sich mit zunehmendem Alter.

Zu erforschen, wie solche DNA-Veränderungen könnten Einfluss der visuellen Funktion, wie wir Altern, Swaroop ‚ s-team hat ganze Genom-Sequenzierung von DNA-methylierungs-änderungen in Maus-rod Photorezeptoren an vier verschiedenen Stufen über dem Tier das Leben. DNA-Methylierung ist ein epigenetischer Mechanismus essentiell für die normale Zellentwicklung und Differenzierung, und ist auch im Zusammenhang mit dem Altern und der Entstehung von Krebserkrankungen. Wenn vorhanden, die DNA-Methylierung in der Regel unterdrückt Genexpression.

Die Sequenzierung erfolgte im Alter von drei Monaten (junge), 12 Monate (im mittleren Alter), und 18 und 24 Monaten (die älteren). Die Durchschnittliche Lebensdauer einer Maus ist über zwei Jahre.

Rod Photorezeptoren sind der vorherrschende Zelltyp in der Netzhaut, dem lichtempfindlichen Gewebe an der Rückseite des Auges. Rod Photorezeptoren ermöglichen dim-light vision, und sind entscheidend für das überleben von Zapfen-Photorezeptoren, die es ermöglichen, Tageslicht-und Farbensehen. Rod Dysfunktion ist Häufig bei älteren Erwachsene Menschen und können ein frühes Warnzeichen von AMD und anderen degenerativen Erkrankungen der Netzhaut.

Die Forscher identifizierten 2,054 differentiell methylierte Regionen der vier Maus Altersgruppen, ist, dass genomische Regionen, die mit unterschieden in der DNA-Methylierung.

„Wir wissen, dass die DNA-Methylierung verändert sich stark im Zusammenhang mit dem biologischen Alter, aber vor dieser Studie, die wir hatten, begrenzt zu verstehen, wie diese Veränderungen korreliert mit der zellulären Funktion,“ Swaroop sagte. Dies ist die erste Studie zu betrachten, die DNA-Methylierung verändert sich wie die Tiere Alter. Sehr wenige Studien haben die DNA-Methylierung verändert sich bei Menschen mit AMD, eine führende Ursache für Sehverlust bei Menschen im Alter von 50 und älter, die Fortschritte, auch wenn der Verlust der Sehkraft ist nicht nachweisbar.

Die Forscher analysierten dann die differentiell methylierte Regionen mit RNA-Sequenzierungs-Daten genauer betrachten, wie die Maus-Gene wurden der Transkription Proteine unterschiedlich in der Netzhaut der Tiere.

Diese Analysen aufgedeckt deutliche Verschiebungen, wie die Gene produzierten Proteine relevant für den Energiestoffwechsel, Mitochondrien-Funktion und die Langlebigkeit von rod Photorezeptoren, die angibt, Ihren Beitrag zu altersbedingten Krankheitsanfälligkeit.

Rod Photorezeptoren erfordern große Mengen an Energie zu erhalten vision und sind somit anfällig für metabolische Belastungen, die das Altern begleiten. Energie Entzug der Photorezeptoren wird angenommen, dass eine wesentliche Ursache der neurodegeneration der Netzhaut.

„Neuronen, die spezifisch die Rezeptoren, bevorzugt glucose als Energiequelle, aber im Altern, wir überraschenderweise beobachtet, die Nutzung von Fettsäuren als gut. Diese Studien deuten darauf hin, wie änderungen in aging-rod-Funktionen können machen Sie anfälliger für genetische Anfälligkeit Variationen und Umwelt-Faktoren, die zusammen dazu führen, häufige blendend Alterns-assoziierte Krankheiten,“ Swaroop sagte.

„Unsere Arbeit liefert entscheidende verbindungen zwischen dem Altern, das epigenom, Dysfunktion der Mitochondrien der Zellen, und Krankheiten wie AMD. Die Ergebnisse haben große Auswirkungen darauf, wie wir uns verstehen, Alter-assoziierte neurodegeneration, nicht nur das Auge, sondern an anderer Stelle im Körper“, sagte er.