Международная группа ученых установила, что ген ZNF808 важен для формирования поджелудочной железы у людей. Этот ген есть только у людей и приматов, но отсутствует у других животных, хотя у них тоже есть поджелудочная железа. Исследование опубликовано в журнале Nature Genetics.
Поджелудочная железа — это орган пищеварительной системы, который выполняет несколько важных функций. Панкреатический сок, вырабатываемый этой железой, содержит пищеварительные ферменты, которые нужны для переваривания белков, жиров и углеводов. Также в поджелудочной железе есть островки Лангерганса, которые состоят из клеток, способных синтезировать различные гормоны. Одни из них — бета-клетки — ответственны за выработку инсулина. Инсулин регулирует содержание глюкозы в крови, а его недостаток или устойчивость к нему приводит к диабету. Диабет 1-го типа связан с разрушением островков Лангерганса в поджелудочной железе, что может быть вызвано аутоиммунной реакцией. При диабете 2-го типа бета-клетки могут синтезировать инсулин, но нарушается его взаимодействие с различными клетками организма.
Диабет 1-го типа может также развиваться и при болезни, когда человек изначально рождается без поджелудочной железы. Ученые попытались объяснить причины этого заболевания. Для этого они прочитали геномы детей, родившихся без поджелудочной железы. Отсутствие этого органа у них не объяснялось мутациями в уже известных генах, ответственных за развитие поджелудочной, но у всех из них отсутствовал ген ZNF808. Исследователи провели эксперименты на стволовых клетках человека, чтобы выяснить функции этого гена. Оказалось, что он кодирует белок, способный связываться с ДНК и блокировать ее участки, подавляя некоторые гены. Белок ZNF808, например, связывается с регионом MER11, который представляет собой так называемый эндогенный вирусный элемент — последовательность вирусного происхождения в геноме человека. Функции этого региона ранее не были известны, напротив, считалось, что это «мусорная» ДНК, не играющая никакой важной роли. Новые же эксперименты показали, что взаимодействие между белком ZNF808 и регионом MER11 при развитии эмбриона важно для того, чтобы помочь клеткам «определиться» с их дальнейшей судьбой — стать печенью или поджелудочной железой. При наличии ZNF808 стволовые клетки превращаются в поджелудочную железу, а при его отсутствии — в печень.
Исследователей удивило то, что белок ZNF808 относительно новый с точки зрения эволюции. Он есть только у людей и некоторых приматов, при этом отсутствует у других позвоночных животных, несмотря на наличие у них поджелудочной. Регион MER11 тоже считается новым: он впервые появился только у приматов. Это противоречит привычному мнению о том, что гены, важные для развития тех или иных ключевых органов, эволюционно консервативны, то есть встречаются у большинства животных с такими органами.
Результаты исследования могут быть полезны в дальнейшем для лечения диабета 1-го типа, в частности вызванного врожденным отсутствием поджелудочной железы. Можно выделить стволовые клетки пациента, встроить в них ген белка ZNF808, а затем получить из них бета-клетки, способные синтезировать инсулин, и трансплантировать их пациенту.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
