您所在的位置:首頁(yè) > 兒科醫學(xué)進(jìn)展 > Nature Genetics:唇腭裂的遺傳學(xué)機制
唇裂,伴有或不伴有腭裂(CL/P),是人類(lèi)最常見(jiàn)的一種先天性畸形,大約每500到1000名新生兒中就有一例出現。位于染色體8q24的一段640kb的非編碼區段,與人類(lèi)非綜合征性唇腭裂的風(fēng)險增加有關(guān),但是涉及這種遺傳易感性的基因和通路,仍不清楚。
目前,德國海德堡歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗室(EMBL)的科學(xué)家們發(fā)現,一段特定的DNA序列可以控制較遠處的基因,影響面部的形成。相關(guān)研究結果發(fā)表在2014年5月25日的《自然遺傳學(xué)》(Nature Genetics),有助于我們了解唇裂和腭裂的遺傳因素。
該研究的負責人、EMBL的Fran?ois Spitz稱(chēng):“這一基因組區域最終控制兩種基因:決定如何構建面部的基因,和產(chǎn)生這一過(guò)程運行所需基本材料的基因。我們認為,這種雙重作用可以解釋?zhuān)瑸槭裁丛摶騾^域與人類(lèi)唇裂或腭裂易感性有關(guān)。”
以前的研究表明,一大段DNA序列中發(fā)生的變異,在唇裂或腭裂患者中更為頻繁。但是在這段DNA序列的里外都沒(méi)有基因,所以還不清楚它的作用可能是什么。為了解答這個(gè)問(wèn)題,Spitz和他的同事制備了缺乏這段DNA序列的轉基因小鼠,因為小鼠和人類(lèi)版本非常相似,因此這段序列很可能在兩個(gè)物種中具有相同的作用。他們發(fā)現,這些轉基因小鼠面部有輕微的變化,如一個(gè)更短的鼻子,也有一些小鼠發(fā)生唇裂。科學(xué)家們也利用這個(gè)小鼠模型來(lái)調查,胚胎發(fā)育期間發(fā)生了什么事情導致了這些變化。
Spitz解釋說(shuō):“我們發(fā)現,這段DNA序列包含一些調控因子,這些調控因子可以控制發(fā)育面部中的Myc基因表達。刪除這一區段,會(huì )導致小鼠面部形態(tài)的輕微變化,偶爾發(fā)生CL/P。”在分子水平上,研究人員確定了幾個(gè)下游基因的錯誤表達,強調了它們對顱面發(fā)育網(wǎng)絡(luò )的組合影響,和細胞促成未來(lái)上唇的一般代謝能力。這種雙分子病因,可以說(shuō)明8q24區段對人類(lèi)面部畸形的突出影響。
研究人員發(fā)現,在缺乏該DNA片段的小鼠胚胎面部中,Myc大部分變得失活。這反過(guò)來(lái)又影響兩組基因:直接參與構建面部的基因,和制造核糖體(細胞的蛋白質(zhì)生產(chǎn)工廠(chǎng))的基因。后者的作用可以使發(fā)育中的上唇對其他遺傳疾病和環(huán)境因素(如在懷孕期間吸煙或飲酒)更敏感,這可能影響細胞的生長(cháng)發(fā)育。這是因為,臉的發(fā)育,特別是上唇,通常是非常復雜的過(guò)程,需要胚胎中不同組的細胞,在正確的時(shí)間內生長(cháng)和相互融合。如果參與的細胞其蛋白質(zhì)生產(chǎn)受阻——由于Myc基因活性降低——和其他負擔,就可能會(huì )破壞它們的生長(cháng),增加腭裂這種畸形的可能性。對一系列因素(遺傳和環(huán)境因素)的易感性增加,可能是這段DNA序列變異和唇裂發(fā)生率兩者之間的聯(lián)系。
EMBL科學(xué)家們現在想用他們的轉基因小鼠,來(lái)解開(kāi)遺傳因素和環(huán)境因素之間的相互作用。他們還想了解,這段DNA序列如何能夠經(jīng)過(guò)如此長(cháng)的一段距離來(lái)控制Myc基因,并確定人類(lèi)中發(fā)現的遺傳變異的確切作用。
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