Відсутність ферменту може пояснити порушення росту кісток

Хондроцити відіграють вирішальну роль у розвитку скелета. Багато кісток, зокрема кістки рук і ніг, формуються шляхом ендохондрального окостеніння — процесу, під час якого хондроцити утворюють хрящовий каркас, що згодом замінюється кістковою тканиною.

Дозрівання хондроцитів, необхідне для виконання їхніх функцій, контролюється епігенетичними механізмами, які змінюють активність генів без зміни самої ДНК. Серед них особливу роль відіграє метилування ДНК — своєрідний «перемикач», що пригнічує експресію певних генів.

Ключовим ферментом цього процесу є ДНК-метилтрансфераза 1 (Dnmt1). Проте її функція у кістковій і хрящовій тканинах досі залишалася загадкою.

Нове відкриття з університету Ехіме

У дослідженні, опублікованому в журналі Nature Communications, науковці з університету Ехіме вивчили роль ферменту Dnmt1 у рості кісток. Використовуючи базу даних опорно-рухового апарату MSK-KP, вони виявили сильний генетичний зв’язок між варіаціями DNMT1 і зростом людини.

«Ми хотіли зрозуміти не лише що робить Dnmt1, а як саме він впливає на формування кісткової тканини», — зазначили автори дослідження.

Експеримент на мишах

Щоб перевірити цю гіпотезу, команда створила мишей, у яких Dnmt1 був відсутній лише в мезенхімальних попередниках кінцівок. У таких мутантних тварин спостерігали значне скорочення довжини великогомілкової кістки у порівнянні з контрольною групою. Подальший аналіз показав, що Dnmt1 експресується в проліферативній зоні (PZ) хряща ростової пластинки — критичній ділянці для поздовжнього росту кістки.

У мутантів виявили:

• зменшену PZ,
• розширену гіпертрофічну зону (HZ),
• прискорену кальцифікацію — ознаку передчасного дозрівання хондроцитів.

Придбайте квиток на
International Trauma Ortho Forum 2026 (ITOF 2026)

Як працює Dnmt1: регуляція енергетичного метаболізму

Щоб з’ясувати молекулярні механізми, вчені провели секвенування РНК та аналіз метилювання ДНК хрящової тканини.

Результати показали, що Dnmt1 прямо регулює гени, пов’язані з енергетичним метаболізмом клітин. Хондроцити мишей без цього ферменту мали вищу метаболічну активність, а пригнічення метаболізму зменшувало ефект передчасного дозрівання.

Дослідження на людських клітинах

Подібні висновки підтвердилися і в експериментах з людськими хондроцитами, отриманими з хірургічних зразків. Зниження Dnmt1 посилювало енергетичний обмін і підвищувало рівень маркерів дозрівання хондроцитів, зокрема остеокальцину.

Значення відкриття

Сукупність отриманих результатів показує: Dnmt1 регулює енергетичний метаболізм, забезпечуючи нормальне дозрівання хондроцитів і правильне подовження кісток.

Це відкриття відкриває нові перспективи — харчові та метаболічні втручання можуть стати ефективним напрямом у профілактиці та лікуванні порушень росту кісток і остеоартриту.

ДЖЕРЕЛО: Medical Xpress

На платформі Accemedin багато цікавих заходів! Аби не пропустити їх, підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.