Обнаружена генетическая причина врожденного порока развития
Исследовательская группа: (слева направо) профессор доктор Хайко Ройтер, профессор доктор Бенджамин Одерматт и Магдалена Риеке из Боннского университета с ящиками для разведения рыбы-зебры. Предоставлено: Барбара Фромманн/Университет Бонна.

Спонтанные мутации одного гена могут вызвать серьезные нарушения развития выделительных органов и гениталий. Это показано в международном исследовании, проведенном Боннским университетом и опубликованном в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology. Исследователи также обязаны своими открытиями необычному модельному организму: рыбкам данио.

Один из 10 000 новорожденных рождается с пороками развития мочевого пузыря, кишечника или половых органов. Эти симптомы являются частью так называемого комплекса эписпадии экстрофии мочевого пузыря, сокращенно BEEC. Поскольку заболевание имеет тенденцию передаваться по наследству, предполагается, что оно имеет генетическую причину. Однако до сих пор существовали разногласия относительно того, какой именно генетический материал затронут, и есть ли даже несколько генов.

Недавно опубликованное исследование проливает свет на эту проблему. Четыре года назад исследователи под руководством профессора доктора Хайко Ройттера из Института генетики человека при Боннском университете обнаружили аномальный ген у больных детей. Ген носит загадочную аббревиатуру SLC20A1. «Теперь мы более внимательно изучили его функцию», — объясняет Магдалена Риеке, которая завершает докторскую диссертацию под руководством профессора Ройттера.

Исследователь также воспользовался опытом университетской рабочей группы, которая лишь частично занимается врожденными пороками развития: профессор доктор Бенджамин Одерматт исследует причины неврологических заболеваний в секции нейроанатомии. Рыбка данио служит модельным организмом. Не только потому, что его можно легко содержать в подходящей среде обитания и быстро воспроизводить: многие из его генов также встречаются в очень похожей форме у людей.

Данио как генетическая модель

Сюда также входит SLC20A1. «Мы использовали активное вещество у животных, чтобы предотвратить трансляцию гена в белки», — объясняет Рике. «В результате у растущих личинок нарушено развитие выделительных органов. Это указывает на то, что SLC20A1 действительно играет центральную роль в правильном формировании этих органов, и это было сделано в течение многих миллионов лет». Кроме того, исследователи смогли показать, что этот ген также активен в эмбрионах человека, особенно в структурах, участвующих в формировании выделительных органов и гениталий.

У людей исследователи обнаружили три разные мутации SLC20A1. Эти аномалии часто возникают спонтанно. Поэтому могут пострадать даже дети, родители которых полностью здоровы. Рике и ее коллегам удалось продемонстрировать эффект одной из этих мутаций в культурах клеток человека: она препятствует контролируемой деградации клеток, «запрограммированной гибели клеток», что является очень важным этапом ремоделирования тканей.

Во время эмбрионального развития не только образуются массы новых клеток, но некоторые из них также намеренно уничтожаются. Так, например, создается выход кишечника наружу, анус. Исследователи называют процесс запрограммированной гибели клеток апоптозом. «Эта ассоциация может объяснить, почему мутации в SLC20A1 могут вызывать такие серьезные нарушения развития», — считает Рике.

Нарушение сворачивания белков

SLC20A1 содержит инструкции по построению белка, который находится в клеточной мембране, жировой оболочке, окружающей клетки. Этот белок напоминает длинного червя, которое расположило свое тело в виде многочисленных плотных петель, которые постоянно проходят от внешней стороны мембраны к внутренней и обратно. Компьютерные модели предполагают, что по крайней мере одна из обнаруженных мутаций препятствует правильному сворачиванию. Считается, что это серьезно нарушает функцию белка и, следовательно, активацию апоптоза.

Пока невозможно получить немедленную информацию о лечении BEEC непосредственно на основе результатов. «Однако важно, чтобы мы лучше понимали механизм заболевания для любой возможной профилактики или лечения», — подчеркивает Рике, которая сама работает помощником врача в области педиатрической и подростковой медицины. Помимо различных рабочих групп из Бонна и Германии, в исследовании также приняли участие исследовательские институты из Швеции, Великобритании, Италии, Индии и Нидерландов. Таким образом, это также пример успешного международного сотрудничества./P>




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *