Nyfunnen gen avgörande under embryots första dagar

En tidigare okänd gen spelar en nyckelroll för utvecklingen av det mänskliga embryot under de första dagarna efter befruktning. Det visar forskare från Karolinska Institutet i en studie som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Development. Fynden ger en inblick i de molekylära mekanismer som styr utvecklingen vid livets början och kan leda till ökad förståelse för vad som orsakar vissa typer av infertilitet.

År 2015 upptäckte forskare från Karolinska Institutet att ett antal tidigare okända gener är aktiva i embryot under de första dagarna efter att spermien befruktat ägget. I den aktuella studien har forskarna identifierat en ny variant av en av dessa gener - kallad LEUTX - och sett att den är en av de första som aktiveras i embryot.

Genen LEUTX tillhör en familj av gener som är känd för att styra den anatomiska utvecklingen under embryostadiet i människor och i många andra organismer. Forskare har nu för första gången visat att genen LEUTX på ett kraftfullt sätt aktiverar hundratals andra gener som är inblandande i embryots utveckling under de tre följande dagarna efter befruktning. Studien visar att LEUTX stängs av strax därefter och förblir sedan vilande, troligen under resten av livet.

Nya insikter

– Upptäckterna ger oss nya insikter i hur utvecklingen av det mänskliga embryot sätter igång och hur processen är kontrollerad, berättar Juha Kere, professor vid institutionen för biovetenskaper och näringslära, Karolinska Institutet, som lett studien. Våra resultat tyder också på att LEUTX är en av få gener som krävs för att starta de första stegen av utvecklingen, fortsätter han.

I studien fann forskarna också att samma gener som aktiveras av LEUTX dämpas i embryot bara någon dag senare av en annan gen, kallad DPRX. Fynden tyder på att de båda generna spelar motsatta roller för att reglera embryots utveckling in i nästa fas, LEUTX genom att starta processen och DPRX genom att kontrollera att den inte går överstyr.

– Nästa steg i vår forskning blir att undersöka ifall dessa gener kan förklara varför vissa typer av infertilitet uppstår, och om generna har tillämpningar i stamcellsbiologi, säger Juha Kere.

Studien var ett samarbete mellan forskare från Karolinska Institutet, Competence Centre on Health Technologies i Estland och University of Basel i Schweiz. Forskningen har finansierats av Karolinska Institutets Distinguished Professor Award och Knut och Alice Wallenbergs stiftelse tillsammans med medel från Karolinska Institutets Forskningsstiftelser, Vetenskapsrådet, Strategiska forskningsprogrammet i diabetes vid Karolinska Institutet, EU-kommissionens SARM-projekt, ALF, Ragnar Söderbergs stiftelse, Stiftelsen för strategisk forskning, Åke Wibergs stiftelse, Jane & Aatos Erkkos stiftelse, Orion Research Foundation, Mats Sundin Fellowship in Developmental Health och Magnus Bergvalls stiftelse,

Publikation

“The human PRD-like homeobox gene LEUTX has a central role in embryo genome activation”, Eeva-Mari Jouhilahti, Elo Madissoon, Liselotte Vesterlund, Virpi Töhönen, Kaarel Krjutškov, Alvaro Plaza Reyes, Sophie Petropoulos, Robert Månsson, Sten Linnarsson,Thomas Bürglin, Fredrik Lanner, Outi Hovatta, Shintaro Katayama, Juha Kere, Development, 2016, doi:10.1242/dev.134510