基因在胚胎發(fā)育中起重要作用

由波恩大學(xué)醫(yī)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)國際研究確定了一種在人類胚胎發(fā)育中起重要作用的基因。如果它被改變，就會(huì)導(dǎo)致各種器官系統(tǒng)的畸形。該基因在進(jìn)化的早期就出現(xiàn)了。例如，它也存在于斑馬魚中，并在那里執(zhí)行類似的功能。結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表在《醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)雜志》上。

研究人員在研究兩名患有先天性畸形的個(gè)體時(shí)追蹤到了該基因。“這是一個(gè)男人和他的侄女，”Gabriel Dworschak 博士解釋說。“兩人的腎臟、泌尿道和食道都存在畸形，該男子的右臂和心臟也存在畸形。”

波恩大學(xué)兒童醫(yī)院的醫(yī)生在解剖學(xué)和人類遺傳學(xué)研究所進(jìn)行罕見遺傳病的研究。當(dāng)研究小組查看家庭成員的基因構(gòu)成時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)異常現(xiàn)象：與健康個(gè)體相比，受影響個(gè)體的一種名為 SHROOM4 的基因發(fā)生了改變。

SHROOM4 在另一個(gè)背景下已經(jīng)很熟悉了：眾所周知，它在大腦功能中起著關(guān)鍵作用。突變可導(dǎo)致智力障礙、癲癇發(fā)作和行為異常。“不過，我們的研究結(jié)果表明，它可能在胚胎器官發(fā)育中發(fā)揮更廣泛的作用，”Dworschak 解釋說。

來自波恩的團(tuán)隊(duì)在國際上搜索了其他也發(fā)現(xiàn)了 SHROOM4 基因異常的病例——并取得了成功：“與我們的合作伙伴一起，這使我們找到了來自三個(gè)家庭的另外四個(gè)受影響的個(gè)體，”博士教授說。 Heiko Reutter，后來從波恩大學(xué)醫(yī)院搬到了埃爾蘭根-紐倫堡大學(xué)。“他們所有人都改變了 SHROOM4 基因，但方式并不總是相同。”

斑馬魚也需要 SHROOM4

然而，這并不一定說明 SHROOM4 變體是否真的是畸形的原因。但是有一種動(dòng)物具有非常相似的基因：斑馬魚。它在當(dāng)今的許多遺傳研究中充當(dāng)模式生物——不僅因?yàn)樗子谝赃m合物種的方式飼養(yǎng)并快速繁殖：其幼蟲的皮膚幾乎是透明的。這使得在光學(xué)顯微鏡下觀察動(dòng)物的胚胎發(fā)育變得容易。“在大學(xué)醫(yī)院，我們的優(yōu)勢在于由神經(jīng)解剖學(xué)研究所的 Benjamin Odermatt 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組對(duì)斑馬魚進(jìn)行了大量研究，”Caroline Kolvenbach 博士強(qiáng)調(diào)說，她也參與了 SHROOM4 的研究.“這種專業(yè)知識(shí)在我們的研究中派上了用場。”

研究人員幾乎完全滅活了幼蟲中的 SHROOM4。這些動(dòng)物隨后表現(xiàn)出與患者相似的畸形。另一方面，如果將 SHROOM4 關(guān)閉的幼蟲注射完整的人類遺傳物質(zhì)，它們幾乎可以正常發(fā)育。“這首先表明它們絕對(duì)需要功能性 SHROOM4 才能健康發(fā)育;其次，人類基因仍然可以接管魚類基因的功能，”Dworschak 強(qiáng)調(diào)說。

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