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Gene offre un nouveau chef de file dans la fente labio-palatine recherche

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Les chercheurs appuyés par le National Institutes of Health rapport dans le présent numéro de la revue Science qu'une très étudié gène appelé SUMO1, lorsque, aux termes exprimés, peut provoquer une fente labio-palatine, un des pays les plus courantes naissance Défauts.

Avec déjà plusieurs gènes impliqués dans l'étiologie de fente labio-palatine, les auteurs notent leur ajout à la liste est livré avec un twist biologique unique. Le SUMO1 gène code pour une petite protéine qui est rattaché au produits protéiques d'au moins trois auparavant découvert "clefting" gènes au cours du développement du visage, en substance ou en les reliant à proximité d'une voie de régulation partagée, et maintenant hotspot pour clefting.

"Le grand défi pour la recherche sur la fente labio-palatine est de passer de l'étude des gènes de définir les différentes protéines réseaux», a déclaré le Dr Richard Maas, chercheur au Brigham and Women's Hospital et Harvard Medical School de l'Université de Cambridge, Mass et les hauts Auteur sur le papier. Sa recherche est soutenue par le NIH National Institute of Dental et Craniofacial Research (NIDCR) et le National Institute of General Medical Sciences (NIGMS).

"Par réseau de protéines, je veux dire un ensemble de protéines qui interagissent dans un très réglementés», at-il poursuivi. «C'est à cette dynamique, en temps réel le niveau que la science va commencer à voir la vue d'ensemble et dégager plus de l'éclairage nécessaire pour comprendre et, espérons finir par empêcher une fente labio-palatine chez le nouveau-né. Qu'est-ce qui est intéressant dans SUMO1 elle nous permet pour la Première fois de commencer à se connecter au moins une partie des points et j'espère en un verrou très informatif protéine réseau qui alimente les réseaux de protéines supplémentaires pour former la bouche, ou le toit de la bouche. "

Selon Maas, leur découverte offre aussi un excellent exemple de la puissance de la recherche génomique, l'étude comparative des individuels ou des ensembles de gènes entre les espèces connexes, de la levure à l'homme. La découverte met également en évidence l'utilité des bases de données complètes de gènes, ADN bibliothèques, accessibles au public et autres ressources génomiques pour accélérer le rythme de la science moderne.

Maas a dit que les travaux ont conduit à cette semaine de la Science du papier a commencé il ya plusieurs mois quand un clinicien envoyé un échantillon de sang d'un enfant de cinq ans malade qui était né avec une fente labio-palatine mais aucune autre anomalie évidente. L'échantillon est arrivé dans le cadre d'un programme international auquel participe le laboratoire de Meuse, appelée Developmental Genome Project, ou DGAP.

Lancé à la fin des années 1990, appuyé par le NIGMS projet s'appuie sur les cliniciens à faire parvenir à la DGAP-affiliés laboratoires des échantillons d'ADN de patients consentants avec des malformations congénitales qui semblent être causés par des remaniements chromosomiques, en particulier les soi-disant «translocation équilibrée». Une translocation équilibrée signifie qu'au cours du cycle cellulaire normal, les deux chromosomes se serrer les coudes, pause, et la forme de nouveau mal avec certaines parties de chaque chromosome de commutation endroits.

"DGAP se fonde sur l'hypothèse que la translocation splits un gène impliqué dans le processus de développement, elle rend non fonctionnelles, et provoque une anomalie congénitale visible", a déclaré M. Fowan Alkuraya, un post-doctorant dans le laboratoire de Meuse et co-auteur principal Sur l'étude. "En théorie, la translocation nous conduisent à un gène biologiquement informatif. Le défi est de prouver que la théorie et la réalité sont une seule et même chose."

Comme première étape dans le processus, Alkuraya et ses collègues ont constaté que la répartition des gènes dans l'ADN du patient échantillon encodé SUMO1, une petite protéine qui est connu pour attacher à l'arrière de protéines nouvellement formées à modifier leur fonction. «C'était fascinant parce que SUMO1 actualité est souvent associée à l', ou balises, les protéines se soumettre à un processus biochimique appelé sumoylation, ce qui influe sur leur comportement», a déclaré Maas. «Au moins trois des clefting précédemment identifié les gènes sont connus pour être sumoylated et, si SUMO1 s'est avéré être impliqué dans clefting, il pourrait nous conduire à un réseau de protéines."

Pour déterminer si SUMO1 était en effet un gène clefting, laboratoire de la Meuse se sont tournés vers leur modèle expérimental de choix, la souris. Après avoir établi que SUMO1 est exprimé dans la région du développement de la souris où le palais formes, les chercheurs ont demandé à la question logique suivante: Qu'est-ce qui arrive si SUMO1 est exprimée à des niveaux anormalement bas comme le palais formes?

Les scientifiques se sont tournés vers un consortium de recherche appelé BayGenomics qui emploie des soi-disant «knock-out», ou l'inactivation de gènes, de la technologie pour l'étude systématique des gènes individuels du génome de la souris à déchiffrer leurs fonctions possibles. Le consortium, soutenu par les NIH's National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI), a assemblé un dépôt de cellules souches embryonnaires à des fins de recherche dans lequel chaque ligne disponible a frappé un autre gène, ou inactivés.

Le laboratoire Maas a ordonné la lignée de cellules souches dans lesquelles SUMO1 avait été partiellement inactivé, implantés dans des souris femelles, et attendit. Le résultat: Quatre souris de 46 nouveau-nés ont une fente palatine ou du visage. "C'est à peu près l'incidence que nous voyons dans la famille humaine avec une histoire de la fente labio-palatine», a déclaré le Dr Irfan Saadi, co-auteur principal de l'étude et de post-doctorant au laboratoire de la Meuse. «Alors, nous n'avons pas été rebutés par la faible incidence du tout. C'est ce que l'on aurait pu s'attendre."

Dans d'autres travaux, les scientifiques ont constaté que lorsque la SUMO1 et sumoylated clefting gène Eya1 ont tous deux été inactivé, clefting augmenté à 36 pour cent des nouveau-nés de souris chiots, une indication que leurs protéines interagissent au cours du développement du palais et un point que d'autres expériences encore confirmée.

"Il ya dix ans, ce travail aurait pu prendre notre laboratoire ans pour accomplir", a déclaré Maas. «Mais avec la génomique des ressources qui sont maintenant aisément disponibles, nous pouvons obtenir des réponses à une question de semaines ou de mois, et, tout aussi important, nous consacrons une plus grande proportion de notre temps à penser à travers la biologie plutôt que préoccupante pourquoi un dosage n'est pas Travail ".

Avec plus d'outils et de données à parcourir, Maas a noté que les distinctions entre longtemps syndromique et non syndromiques fente labio-palatine ont commencé à s'estomper. Traditionnellement, les «syndromique», on entend les bébés sont nés avec une fente labiale et / ou palatine, en plus d'autres malformations à la naissance. «La non-syndromique" renvoie de nouveau-nés qui ont une fente labiale et / ou palatine.

"Clefting reflète l'action combinée de plusieurs produits de gènes, il est rare qu'un seul gène et de sa protéine, a déclaré Maas. «C'est pourquoi il est probable que ce que nous appelons désormais non syndromiques a une très hétérogène mélange de manifestations, aussi. C'est juste que les autres manifestations sont si subtiles ou pas immédiatement évident que nous ne le reconnaissent pas. Grâce à notre travail et à celui de Nos collègues, nous pouvons commencer à mieux définir ces conditions. "

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Article adapté par Medical News Today de l'original du communiqué de presse.
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Le NIDCR la nation est le principal bailleur de fonds de la recherche sur l'oral, dentaire et crânio-santé. Le NIGMS (http://www.nigms.nih.gov/) soutient la recherche biomédicale de base qui constitue le fondement de progrès dans le diagnostic des maladies, de traitement et de prévention.

Les National Institutes of Health (NIH) - The Nation's Medical Research Agency - comprend 27 instituts et des centres d'appels et est une composante de l'US Department of Health and Human Services. Elle est le principal organisme fédéral de la conduite et le soutien de base, clinique et translationnelle, la recherche médicale, et elle enquête sur les causes, les traitements et les remèdes pour les communes et les maladies rares. Pour plus d'informations sur NIH et ses programmes, visitez le http://www.nih.gov/.

Contact: Bob Kuska
NIH / National Institute of Dental Research et craniofaciale

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