В выпуске Cell Reports от 1 мая исследователи UConn Health сообщают, что распространенное современное мнение о том, что заболевание вызывается геном, на самом деле вовсе не так.Их исследования могут изменить наше понимание формирования лица.Расщелины рта и лица встречаются у 1 из 500 человек, что делает их одним из самых распространенных врожденных дефектов.
Иногда расщелина — это всего лишь небольшое углубление на губе человека, а в других случаях расщелина глубоко проникает в губу, верхнее небо и даже нос. И в большинстве случаев у человека с расщелиной нет других пороков развития костей или других органов.
Несколько генов связаны с лицевыми расщелинами, но они составляют лишь очень небольшое количество случаев.«Они не похожи на другие заболевания, вызванные мутацией в гене.
Обычно это синдромы, затрагивающие несколько систем органов. В большинстве случаев расщепления нет ничего плохого», — говорит Джастин Котни, доцент кафедры генетики и геномных наук в UConn Health.
Он изучает геном человека, но не гены, которые говорят организму, какие белки производить. Вместо этого он сосредотачивается на регуляторах, частях ДНК, которые говорят генам, когда и где действовать. Эти регуляторы, также известные как усилители, обычно связаны с определенными частями тела.
«Мы думали, что случаи расщепления часто могут быть вызваны нарушением одной из этих регуляторных частей ДНК», — говорит Котни. Усилители все еще плохо изучены. Они расположены по всему геному, и часто неясно, какие гены они контролируют, потенциально на очень больших расстояниях. «Несмотря на то, что у нас есть вся последовательность генома человека, определение энхансеров и понимание того, что они делают, сродни попытке работать с картой, написанной на инопланетном языке», — говорит он.
Лаборатория Котни начала расшифровывать эту карту.Исследователи изучили ткани человеческого лицевого развития на самых ранних стадиях, всего через четыре-восемь недель после зачатия. Человеческое лицо в этот момент не выглядит таким уж большим, просто набор складок и выпуклостей, но эти структуры выполняют жизненно важную работу.
Если они не двигаются и не сливаются в нужное время в развитии, могут возникнуть расщелины. Чтобы идентифицировать энхансеры, которые могут регулировать эти процессы, команда Котни использовала молекулярные метки, которые идентифицируют активные части ДНК. Затем они сравнили свою карту с работой предыдущих исследователей, чтобы выяснить, какие из этих активных последовательностей ДНК были общими с другими тканями, а какие были особенно активными во время развития лица.
Котни и его команда считают, что эти специфические для лица усилители способствуют возникновению многих случаев волчьей пасти. Если эти усилители удаляются или включаются в неправильном месте или в неподходящее время, складки и выпуклости раннего лица могут разрастаться в неправильном направлении, сливаться слишком рано или не сливаться вообще.В своей статье исследователи смогли сосредоточиться на усилителях, которые, если их удалить, могут вызвать болезнь Ван-Бухема, серьезное заболевание утолщения костей, или синдром Пьера Робина, совокупность черепно-лицевых аномалий, включая расщепление. В целом команда Котни обнаружила тысячи ранее неизвестных усилителей, которые, вероятно, участвуют в построении черепа и лица.
Далее они показывают, что эти усилители чаще встречаются рядом с частями нашей ДНК, ранее связанными с расщеплением, а также с обычными различиями в том, как выглядят человеческие лица.«Мы обнаружили большую часть нормативной архитектуры черепно-лицевого развития», — говорит Котни. «Теперь мы можем начать понимать, какие варианты в нашем геноме могут способствовать черепно-лицевым аномалиям.
В будущем мы надеемся, что эти аннотации помогут ученым разработать целевые методы лечения для исправления или предотвращения этих дефектов во время беременности».Финансирование этой работы было предоставлено Национальным институтом стоматологических и черепно-лицевых исследований.