Forscher unterstützt durch die National Institutes of Health Bericht in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Science, dass ein viel-Studium der Gen namens SUMO1, wenn unter ausgedrückt, kann dazu führen, dass Lippen-Kiefer-Gaumenspalte, einer der weltweit am häufigsten Geburt Mängel.
Mit bereits mehrere Gene, die in verursacht Lippen-Kiefer-Gaumenspalte, die Autoren beachten ihre Zusätzlich zu der Liste kommt mit einer einzigartigen biologischen Twist. Die SUMO1 Gen kodiert für ein kleines Protein, das an das Protein-Produkte von mindestens drei zuvor entdeckt "clefting" Gene während Gesichts-Entwicklung, im Wesentlichen verbindet sie in oder in der Nähe eines gemeinsamen rechtlichen Weg und jetzt Hotspot für clefting.
"Die große Herausforderung für die Forschung über die Lippen-Kiefer-Gaumenspalte ist, um von Studium einzelne Gene für die Festlegung der einzelnen Protein-Netzwerke", sagte Dr. Richard Maas, ein Wissenschaftler am Brigham and Women's Hospital und der Harvard University Medical School in Cambridge, Mass-und Senior Autor auf dem Papier. Seine Forschung wird unterstützt von NIH's National Institute of Dental craniofacialis und Forschung (NIDCR) und das National Institute of General Medical Sciences (NIGMS).
"Durch die Protein-Netzwerk, meine ich eine Verknüpfung von Proteinen interagieren, dass in einem stark regulierten Weg", fuhr er fort. "Es ist in diesem dynamischen, Echtzeit-Ebene, dass die Wissenschaft beginnt, um zu sehen, das große Bild und necken Sie mehr von der benötigten Erkenntnisse zu verstehen und hoffentlich auch verhindern, dass Lippen-Kiefer-Gaumenspalte bei Neugeborenen. Was gibt's spannend über SUMO1 ist es erlaubt uns für die ersten Mal zu beginnen, um eine Verbindung zumindest einige der Punkte und hoffentlich Sperre in eine sehr informative Protein-Netzwerk, Feeds in der Lage, zusätzliche Protein-Netzwerke zu bilden den Gaumen, oder Dach der Mund. "
Laut Maas, ihrer Entdeckung bietet auch ein hervorragendes Beispiel für die Macht der Genomforschung, die vergleichende Studie von einzelnen oder Gruppen von Genen zwischen verwandten Arten, von Hefe für die menschliche. Die Entdeckung auch den Nutzen der umfassenden Gen-Datenbanken, DNA-Bibliotheken und anderen öffentlich zugänglichen Genressourcen, dass das Tempo der modernen Wissenschaft.
Maas sagte, die Arbeit, führten zu dieser Woche der Wissenschaft Papier begann vor einigen Monaten, wenn ein Arzt eine Blutprobe von einem fünf-jährige Patientin, die geboren wurde mit einer Lippen-Kiefer-Gaumenspalte, aber keine andere offensichtliche Anomalien. Die Probe kam als Teil eines internationalen Programms, in dem Maas's Labor beteiligt, die so genannte Developmental-Genom-Projekt, oder DGAP.
Startete in den späten 1990er Jahren, die NIGMS-geförderten Projekt stützt sich auf Ärzte zu schicken, um DGAP-Labors verbundenen DNA-Proben von Patienten mit Zustimmung der Geburt Mängeln sein, um zu sein scheinen, die durch Chromosom-Umlagerung, insbesondere so genannte "ausgewogene Umsiedlungen." Eine ausgewogene Umsiedlung bedeutet, dass während des normalen Zellzyklus, zwei Chromosomen-Stick zusammen, Pause, und die Form wieder fälschlicherweise mit Teilen von jedem Chromosom Wechsel Plätze.
"DGAP baut auf der Hypothese, dass die Umsiedlung spaltet ein Gen in die Entwicklungs-Prozess, macht es nicht funktionsfähig, und führt zu einem Mangel der Geburt sichtbar", sagte Dr. Fowan Alkuraya, ein Post-Doc-Stipendiat in der Maas Labor-und Co-Lead Autor über die Studie. "In der Theorie, die Translokation führt uns zu einer biologisch informative Gen. Die Herausforderung besteht darin, zu beweisen, dass Theorie und Realität sind ein und dasselbe."
Als erster Schritt im Prozess, Alkuraya und Kollegen festgestellt, dass die Split-Gen in der Patienten DNA-Probe kodiert SUMO1, ein kleines Protein, das ist bekannt, dass an der Rückseite des neu gebildeten Proteine zu verändern ihre Funktion. "Das war faszinierend, weil Nachrichten SUMO1 oft beimisst, oder Tags, Proteine zu einer biochemischen Prozess namens sumoylation, die Einfluss auf ihr Verhalten", sagte Maas. "Mindestens drei der zuvor identifizierten Gene clefting Es ist bekannt, dass sumoylated und, wenn SUMO1 sich heraus, dass es in clefting, könnte es dazu führen uns zu einer entsprechenden Protein-Netzwerk."
Um festzustellen, ob SUMO1 war in der Tat ein clefting Gens, die Maas Labor wandte sich an ihre experimentellen Modell der Wahl, die Maus. Nach der festgestellt wird, daß SUMO1 wird in der Region von der Entwicklung der Maus, wenn der Gaumen Formen, die Wissenschaftler gefragt, die nächste logische Frage: Was passiert, wenn SUMO1 wird bei ungewöhnlich niedrigen Niveau wie bei der Gaumen Formen?
Die Wissenschaftler wandte sich an einem Forschungs-Konsortium namens BayGenomics beschäftigt, dass so genannte "Knock-out" oder Gen-Inaktivierung, Technologie, um für die systematische Untersuchung der einzelnen Gene mit der Maus Genom zu entschlüsseln ihre möglichen Funktionen. Das Konsortium, unterstützt durch NIH National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI), hat ein Repository von embryonalen Stammzellen zu Forschungszwecken, in denen jeder verfügbare Zeile hat eine andere Gen-Knocked-out, oder inaktiviert.
Die Maas-Labor bestellt die Stammzell-Linie, in denen SUMO1 worden waren teilweise inaktiviert, implantiert sie in weiblichen Mäusen, und wartete. Das Ergebnis: Vier von 46 neugeborenen Mäusen hatten Spalten der Gaumen oder Gesicht. "Das ist über die Häufigkeit, dass wir in der Human-Familien mit einer Geschichte von Lippen-Kiefer-Gaumenspalte", sagte Dr. Irfan Saadi, ein Co-Lead Autor über die Studien-und Post-Doc-Stipendiat in der Maas-Labor. "So waren wir nicht auf den durch die geringe Inzidenz auf allen. Es ist, was wir erwartet hätte."
In weiteren Arbeiten, die Wissenschaftler fest, dass, wenn SUMO1 und die sumoylated clefting Gen Eya1 wurden beide inaktiviert, clefting erhöhte sich auf 36 Prozent der neugeborenen Maus Jungtieren, ein Indiz dafür, dass ihre Proteine interagieren, während der Gaumen Entwicklung und einem Punkt, dass zusätzliche weitere Experimente bestätigt.
"Vor zehn Jahren, diese Arbeit haben könnte, die unserem Labor Jahre zu immer mehr Leistung," sagte Maas. "Aber mit der Genressourcen, die jetzt leicht zugänglich, können wir Antworten in eine Angelegenheit von Wochen oder Monaten und, was genauso wichtig, wir verbringen einen größeren Anteil unserer Zeit Denken durch die Biologie und nicht Besorgnis erregend, warum ein Assay ist nicht arbeiten. "
Mit mehr Tools und Daten zu sichten, Maas stellte fest, dass die lange gehalten Unterscheidungen zwischen syndromale und nicht-syndromale Lippen-Kiefer-Gaumenspalte haben begonnen, sich zu verwischen. Traditionell, "Syndrom" bedeutet, Babys geboren sind mit Lippen-Kiefer-und / oder Gaumen, zusätzlich zu den sonstigen Mängeln der Geburt. "Non-Syndrom" bezieht sich Neugeborenen, die Lippen-Kiefer-und / oder Gaumen nur.
"Clefting spiegelt die Kombination mehrerer Maßnahmen Gen-Produkte, selten nur ein Gen und seine Protein", sagte Maas. "Das ist der Grund, warum ist es wahrscheinlich, dass das, was wir heute als nicht-syndromale hat eine sehr heterogene Mischung von Veranstaltungen, zu. Es ist nur, dass die anderen Erscheinungsformen sind so subtil oder nicht ohne weiteres ersichtlich ist, dass wir nicht erkennen kann. Durch unsere Arbeit und die Arbeit der unsere Kolleginnen und Kollegen, können wir beginnen, besser zu definieren diesen Bedingungen. "
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Artikel angepasst von Medical News Today aus Original-Pressetext.
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Die NIDCR ist die Nation der führende Geldgeber für Forschung auf oral, Zahn-, Gesundheits-und kraniofaziale. Die NIGMS (http://www.nigms.nih.gov/) unterstützt grundlegende biomedizinische Forschung, das die Grundlage für Fortschritte in der Krankheit Diagnose, Behandlung und Prävention.
Die National Institutes of Health (NIH) - The Nation's Medical Research Agency - umfasst 27 Institute und Zentren und ist eine Komponente des US-Department of Health and Human Services. Es ist die primäre föderalen Agentur für die Durchführung und Förderung der Grundlagenforschung, klinische und translationale der medizinischen Forschung, und es untersucht die Ursachen, Behandlungen und Kuren für beide gemeinsame und seltene Krankheiten. Für weitere Informationen über die NIH und deren Programmen, besuchen Sie http://www.nih.gov/.
Kontakt: Bob Kuska
NIH / National Institute of Dental Research und craniofacialis