Development: выявлена генетическая основа изменений формы лица и головы при синдроме Дауна

Исследователи из Института Фрэнсиса Крика, Королевского колледжа Лондона и Университетского колледжа Лондона выяснили генетические изменения в строении и форме лица и головы в мышиной модели синдрома Дауна.

В работе, опубликованной в журнале Development, исследователи обнаружили, что наличие третьей копии гена Dyrk1a и по крайней мере трех других генов отвечает за эти изменения в развитии, называемые краниофациальной дисморфологией, которые включают укорочение длины спины спереди и увеличение диаметра головы.

Синдром Дауна, который встречается у 1 из 800 живорожденных, известен как «нарушение дозировки генов». Это означает, что он связан с изменением количества копий гена. Люди с синдромом Дауна имеют три копии хромосомы 21 вместо двух. Наличие трех копий определенных генов на этой хромосоме вызывает характерные для синдрома Дауна признаки, но пока неизвестно, какие именно гены за это отвечают.

Используя генную инженерию, группа под руководством Виктора Тибулевича из Института Фрэнсиса Крика и Элизабет Фишер из Университетского колледжа Лондона создала штаммы мышей с тремя дублирующими участками на хромосоме 16, которые имитируют наличие третьей хромосомы 21. У мышей проявляются многие признаки, связанные с синдромом Дауна, включая изменения формы лица и черепа.

Предыдущие исследования связали ген Dyrk1a с различными аспектами синдрома Дауна, поэтому исследователи хотели проверить, как этот ген влияет на черепно-лицевую дисморфологию.

В сотрудничестве с группой Джереми Грина из Королевского колледжа Лондона они показали, что у мышей с лишней копией Dyrk1a уменьшается количество клеток в костях передней части черепа и на лице. Кроме того, хрящевые соединения в основании черепа, называемые синхондрозами, были аномально сросшимися. Эти эффекты были частично обращены вспять, когда третья копия Dyrk1a была удалена, что свидетельствует о том, что три копии Dyrk1a необходимы для того, чтобы вызвать эти изменения в черепе.

Исследователи считают, что наличие третьей копии Dyrk1a препятствует росту клеток нервного гребня, которые необходимы для формирования костей в передней части черепа.

Помимо Dyrk1a, исследование показало, что изменения в черепе происходят еще от трех генов, но для подтверждения их идентичности необходимы дополнительные исследования.

Виктор Тибулевич, руководитель лаборатории синдрома Дауна в Крик, который работал с первым автором исследования Юши Редхедом, рассказывает: «В настоящее время существует ограниченное количество методов лечения тех аспектов синдрома Дауна, которые оказывают негативное влияние на здоровье людей, таких как врожденные пороки сердца и когнитивные нарушения, поэтому нам важно выяснить, какие гены являются важными.»

Понимание генетики, участвующей в развитии головы и лица, дает информацию о других аспектах синдрома Дауна, таких как болезни сердца. Поскольку Dyrk1a играет ключевую роль в черепно-лицевой дисморфологии, вполне вероятно, что он участвует и в других изменениях при синдроме Дауна, отмечают ученые.

Эксклюзивный перевод

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Древняя ДНК идентифицирует детей с синдромом Дауна в обществах прошлого

73 После анализа ДНК почти 10 000 человек из древних и досовременных обществ международная команда …