Screening für CCDC40-gen-Mutationen kann helfen, das Risiko für angeborene Herzfehler

Ein gen, das kann die Ursache für angeborene Herzfehler identifiziert worden, die von einem team von Wissenschaftlern, darunter eine Gruppe von der Princeton Universität. Die Entdeckung könnte zu neue Behandlungen für die betroffenen durch die Bedingungen, die durch die Geburt defekt.

Princeton Forscher konzentrierten sich auf die Identifizierung und Untersuchung der gene im Zebrafisch-Embryonen, und die team-Arbeit erweitert, um auch Kooperationen mit anderen Gruppen, die Untersuchung der Genetik von Mäusen und Menschen.

„Diese Arbeit wirklich zeigt, das gemeinschaftliche der Wissenschaft und mehrere Modell-Systeme zum besseren verstehen der menschlichen Krankheit,“, sagte Rebecca Burdine, assistant professor für molekulare Biologie an der Princeton, führte Ihr team.

Das neu entdeckte gen, genannt CCDC40 (für die „coiled-coil domain-containing protein 40“), steuert rechts-Links-Muster wie Gewebe entwickeln, ein entscheidender Faktor in der Konfiguration und Wirksamkeit der Organe. Wissenschaftler fanden das gen durch die Konzentration auf Zebrafisch und Mäusen, in dem die Platzierung, und manchmal ist die interne Struktur von Organen gestört ist oder Umgekehrt. Während diese so genannte „rechts-Links-Muster“ Mängel auftreten, ist sehr selten in Zebrafisch und Mäusen, Sie kommen in hoher Frequenz in der die Tiere mit mutierten CCDC40 Gene. Ihre Studie wurde online veröffentlicht in der Natur-Genetik am Dez. 5. Ein separates Papier von einer anderen Gruppe identifizieren, die eine Schwester gen, CCDC39, basierend auf Studien, die Gene, Schäferhunde, erscheint in der gleichen Ausgabe der Fachzeitschrift.

„Früher haben wir die stärken der verschiedenen Modell-Organismen, um zu verstehen, wie ein neuartiges protein, produziert durch diese neuen gene, der Funktionen, der“, sagte Irene Zohn, wer führte eine Forschungsgruppe Studium Mäuse-Genetik am Children ’s National Medical Center in Washington, DC, und ist einer der ersten Autoren auf die CCDC40 Studie mit Burdine‘ s Gruppe. Eine Dritte Gruppe, angeführt von Arzt Heymut Omran und an der Universitätsklinik in Freiburg, Deutschland, rundeten das team, mit anderen einzelnen Teilnehmern liegt woanders. „Diese Erkenntnisse wären nicht möglich gewesen ohne die Zusammenarbeit zwischen den drei Gruppen“ Zohn Hinzugefügt.

Die Zusammenarbeit begann vor mehreren Jahren, als Zohn kontaktiert Burdine, ein renommierter Experte in der Studie der Links-rechts-Muster der Tiere. Entwicklungsbiologen wie Burdine untersuchen, welche Faktoren dazu beitragen, um Muster in der wirbeltiere in Bezug auf Symmetrie und führt zu, wo die Organe sind, werden in die räumliche Konfiguration des Körpers. Bei Menschen und vielen Tieren, zum Beispiel, das Herz ist in der Regel befindet sich auf der linken Seite der Leber in der rechten unteren Ecke. Mängel in der rechts-Links-mustern kann dazu führen, angeborene Herzfehler im Menschen.

Es wird geschätzt, dass 10.000 Menschen haben eine Bedingung bekannt als situs inversus, wenn die Links-rechts-Muster im Körper umgestellt wird. In den meisten Fällen gibt es keine nachteiligen Folgen dieses Zustandes, aber Probleme entstehen, wenn Störungen in der Strukturierung Signale produzieren Umkehrungen innerhalb Organe, einschließlich Herz-Strukturen wie der aorta und Arteria pulmonalis. In seltenen Fällen kann das Herz befindet sich auf der einen Seite ohne unterstützende Strukturen um ihn herum, wie Arterien und Venen. Diese Bedingung kann tödlich sein.

Zohn und Ihr Forschungs-team gefunden hatte, ein gen in Mäusen, die, wenn mutiert, zu führen schien zu Störungen in der rechts-Links-Muster verursacht Herzfehler. Sie fragte Burdine, wenn Sie konnte, suchen Sie einen ähnlichen Gens in Zebrafisch. Wenn Burdine studierte das Maus-gen gefunden, durch Zohn s team und seine Lage in der Spule der genetischen Materie, bekannt als die genome, Burdine erkannt, dass Ihr team wussten, dass eine gen-mutation im Zebrafisch, wurde in demselben Allgemeinen Bereich des Zebrafisch-Genoms. Bei einer weiteren Studie, allerdings Burdine und Ihr team festgestellt, dass die Maus-und Zebrafisch-Gene wurden nicht nur in demselben Allgemeinen Bereich des relativen Genome-Sie waren die gleichen gene.

An diesem Punkt, die teams verfolgt, in denen die Gene exprimiert, die in Mäuse und Fische besser zu verstehen, Ihre Funktion. Die Gruppen fanden, dass die Gene wurden speziell aktiviert in Zellen, die produzieren beweglichen Zilien, wichtige Haar-wie-Fasern, das Projekt aus der Oberfläche von Zellen.

Burdine begründet, dass Zebrafisch-Embryonen mit dem mutierten version des Gens auch besitzen sollte irgendeine Art von defekt in den Zilien selbst. Jedoch, Blick auf die Flimmerhärchen in Zebrafisch-Embryonen mit normalen Labor-Mikroskope zeigte nichts außer dem üblichen.

Für einen genaueren Blick, Burdine beschäftigt ein spezielles Transmissions-Elektronen-Mikroskop. Sie untersucht die mikroskopisch kleinen Flimmerhärchen in der Zebrafisch mit der mutation in CCDC40 und verglichen diese Bilder mit zebrafischen, die mit dem normalen gen. Die Flimmerhärchen in der zebrafische mit Mutationen „gestört wurden in Ihrer Struktur in einer Weise, die ich nie zuvor gesehen hatte,“ Burdine sagte.

Sie schickte die Bilder zu Omran, wer war die Behandlung von Menschen mit einer Störung namens primäre ziliare Dyskinesie oder PKD. Diese Patienten leiden an einem defekt in der Wirkung der Zilien entlang der Atemwege. Normalerweise schlagen der Zilien rhythmisch, bewegen Schleim in Richtung Rachen. Wenn Flimmerhärchen beeinträchtigt sind, jedoch, Sie können nicht verringern oder zu entfernen Schleim aus der Lunge, verlassen die Menschen mit der Erkrankung anfällig für chronisch-rezidivierenden Infektionen der Atemwege, einschließlich bronchitis und Lungenentzündung. Seit bewegliche Zilien sind auch erforderlich für die ordnungsgemäße rechts-Links-Muster, auch bei diesen Patienten oft Mängel haben, ist in Orgel-Positionierung.

Von den 26 Patienten mit ähnlichen Zilien strukturelle Mängel, geprüft durch Omran, 17 wurden gefunden, um mutierte Versionen des Gens CCDC40. Zusätzlich zu der respiratorischen ciliary Störung, die Patienten litt auch unter angeborene Herzfehler. Dieser Befund Belege für eine Verbindung zwischen den Zilien-bedingte Atemwegserkrankungen und Herz-Probleme.

Durch die Kenntnis der gene und die Eigenschaften verliehen, die von seiner mutierten version, die Wissenschaftler können in der Lage sein, um Sie besser behandeln diejenigen, die mit dem mutierten Gens und seiner begleitenden Erkrankungen der Atemwege. Forscher können schließlich entwickeln genetische Reparaturen zur Beeinträchtigung der Zilien, Burdine sagte. Da einige angeborene Herzfehler können chirurgisch behoben werden, wird es wichtig sein für diejenigen Personen zu verstehen, ob oder nicht Sie können ein Risiko für die Weitergabe von Mangel an Ihre eigenen Kinder. In der Zukunft kann es möglich sein, auf dem Bildschirm für Mutationen in CCDC40, um festzustellen, das Risiko von angeborenen Herzfehlern.

Schreibe einen Kommentar