Hvad er en Homeobox?
En homeobox er en sekvens af DNA, der er kodet til at udtrykke et protein, der vil binde til andet DNA og regulere den måde, det udtrykker. Homeoboxes blev opdaget i 1980'erne af genetiske forskere, oprindeligt i frugtfluer - en stærkt studeret organisme inden for genetik - og senere også i andre organismer, inklusive enkle og encellede organismer. Disse sekvenser spiller en meget vigtig rolle i embryonal udvikling, idet de bestemmer, hvordan og hvor gener udtrykkes, og er blandt en gruppe af genetiske sekvenser involveret i regulering og ekspression af gener, når organismer udvikler sig.
Der er typisk omkring 180 basepar i en homeobox. Proteinet, det koder for, har omkring 60 aminosyrer og er i stand til at binde til DNA for at tænde eller slukke det og bestemme, om det udtrykker. I løbet af embryonal udvikling fortæller homeobox cellerne, hvornår og hvor de skal begynde at producere, kortlægger det grundlæggende for organismen og lægger grunden til en mere avanceret udvikling, da celler differentierer i retning af proteiner produceret af homeoboxes og andre gensekvenser.
Til at begynde med mistænkte forskerne, at reguleringsprocesserne bag embryonal udvikling var meget forskellige i organismer af forskellige arter, især organismer, der kun var fjernt beslægtede. Opdagelsen af disse gensekvenser viste, at organismer fra snegle til elefanter var afhængige af homeoboxer til regulering af deres DNA under udvikling. Fejl i disse sekvenser kan også resultere i udviklingsafvik, da udviklingen af organismen bliver forvirret og træk udtrykkes på de forkerte steder.
En række humane homobox-gener er blevet opdaget på tværs af adskillige kromosomer. Disse sekvenser er blevet undersøgt for at lære mere om de proteiner, de koder for, og hvordan disse proteiner fungerer. Forskning i organismer som frugtfluer kan anvendes direkte på menneskets genetik, da generne i mange tilfælde fungerer på lignende måder. At forstå, hvordan ændringer i en frugtflue-homeobox påvirker udviklingen, kan give information om, hvordan lignende ændringer kan ændre den måde, et menneskeligt embryo udvikler.
En bred vifte af processer er involveret i embryonal udvikling. Disse gener er ikke den eneste afgørende faktor, og embryoner kan også påvirkes af faktorer udenfor, såsom eksponering for toksiner, hvilket kan føre til deformiteter forårsaget af forstyrrelser i DNA-ekspression. At forstå de utallige kompleksiteter, der er involveret i udvikling, hjælper forskere med at forstå, hvad der sker, når udviklingen går galt, og hvorfor. Dette kan anvendes til forskning, der er designet til at tackle fejl i udviklingen med det mål at forhindre dem i fremtiden.