Еще несколько лет назад исследователи проанализировали только 1,5% метилома, который играет важную роль в том, активируются или инактивируются гены в наших клетках. Используя новую мощную технику, исследователи из Лунда теперь смогли проанализировать практически весь метилом и измерить функцию и экспрессию отдельных генов.«Это можно сравнить с первым всесторонним анализом всего генома — генов отдельного человека», — говорит профессор Шарлотта Линг, ответственная за исследование.Геном можно описать как карту всех генов.
Метилом — это карта нашей эпигенетики, позволяющая исследователям также видеть, где метильные группы, то есть небольшие молекулы углеводородов, химически прикреплены к ДНК в генах, тем самым влияя на их функцию.Этот уникальный обзор охватывает 24 миллиона участков ДНК.
Исследователи проанализировали клетки здоровых людей и других людей с диабетом 2 типа и обнаружили 25 820 областей генома с измененным метилированием ДНК. Некоторые из этих изменений могут быть связаны с производством инсулина.
В нескольких ранее установленных генах риска диабета 2 типа они обнаружили как повышенную степень метилирования, так и пониженную экспрессию генов. Проще говоря, это означает, что если метилирование увеличивается, ген производит меньше белка.Затем исследователи изучили, влияют ли дифференциально метилированные гены у людей с диабетом 2 типа на выработку инсулина.«Поскольку секреция инсулина ухудшилась, когда мы изменили экспрессию этих генов в бета-клетках, мы видим корреляцию между степенью метилирования и нарушением функции островков поджелудочной железы», — говорит Шарлотта Линг.
Особо выделялся один конкретный ген в исследовании: PDX1. Он играет ключевую роль, когда стволовые клетки превращаются в бета-клетки, продуцирующие инсулин.
Редкая форма диабета MODY4 вызвана мутацией в гене PDX1. В текущем исследовании исследователи обнаружили, что диабет оказывает сильное влияние на метилирование PDX1 в инсулин-продуцирующих клетках. Он снижает активность генов, что приводит к меньшему высвобождению инсулина.
Предыдущие исследования показали, что крысы, подвергавшиеся плохому питанию во время внутриутробного развития, также испытывают эпигенетические изменения в гене PDX1, обнаруженном в инсулино-продуцирующих клетках, что приводит к более позднему развитию диабета.«Исследование подтверждает наши предыдущие предположения о том, что эпигенетические изменения могут способствовать развитию диабета 2 типа», — говорит Шарлотта Линг.
В исследование включены островки поджелудочной железы 14 человек, шесть из которых страдали диабетом 2 типа, а восемь были здоровы.