遗传基础的面部变化唐氏综合症

弗朗西斯·克里克研究所的研究人员,伦敦国王学院和伦敦大学学院揭示背后的基因变化的结构和形状的头和脸在唐氏综合症小鼠模型。

在今天发表的一篇论文中描述发展,研究人员发现,有三分之一的基因副本Dyrk1a和至少三个基因负责这些变化发生在开发——称为颅面dysmorphology——包括缩短前后颠倒的长度和直径扩大。

影响1 800年活产,唐氏综合症称为“基因剂量障碍”——这意味着它涉及基因的拷贝数的变化。患有唐氏综合症的人有三份21号染色体而不是两个。某些基因的染色体有三个副本唐氏综合症的典型原因方面,但不清楚是哪些基因在起作用。

利用基因工程,团队领导的维克多Tybulewicz弗朗西斯·克里克研究所伊丽莎白·费雪伦敦大学学院的创建鼠标菌株在小鼠染色体16日重复的三个区域,即模仿第三21号染色体。老鼠显示大量的特征与唐氏综合症,包括面部和头骨的形状的变化。

先前的研究表明了一个基因Dyrk1a唐氏综合症的方方面面,所以研究者们想要测试它如何影响颅面dysmorphology。

现在处理杰里米绿色集团伦敦国王学院,他们用额外的副本显示,老鼠Dyrk1a细胞的数量减少了前面的头骨和骨头的脸。同时,关节软骨的底部头骨称为synchondroses异常融合在一起。这些影响第三份时部分逆转Dyrk1a被删除,这表明三份吗Dyrk1a导致这些变化的头骨是必要的。

研究人员认为,有三分之一的副本Dyrk1a阻碍神经嵴细胞的生长所需要的骨头在前面头骨。

除了Dyrk1a,研究表明,其他三个基因也导致头骨的变化,但还需要更多的研究来证实自己的身份。

Victor Tybulewicz集团的领导人唐氏综合症的实验室克里克,曾与第一作者侑士红头发,说:“目前有限的唐氏综合症治疗方面对人们的健康产生负面影响,如先天性心脏病和认知障碍,所以它是重要的我们哪些基因是重要的。

“理解所涉及的遗传学发展的头和脸给我们线索唐氏综合症的其他方面比如心脏病。因为Dyrk1a颅面dysmorphology的关键,它很可能参与了唐氏综合症的其他变化。”

伦敦国王学院的研究人员使用形检测工具绘制头骨形状的改变老鼠。这些显示在头骨的形状变化,非常类似于在患有唐氏综合症。

杰里米绿色,伦敦国王学院、发育生物学教授说:“在伟大的帮助加拿大卡尔加里大学的合作者和医学成像软件集团在国王的,我们也可以运用非常传统和一些非常新颖的方法来比较复杂的解剖形状。这些都是敏感到足以捡差异即使在胎儿阶段。这不仅帮助我们确定基因的位置导致唐氏综合症也得到线索如何这些基因导致的差异。”

这项研究的一部分,一个正在进行的项目了解唐氏综合症的基因。研究人员将下一个目标识别基因在心脏缺陷和认知障碍,让我们进一步了解如何开发有针对性的唐氏综合症的治疗方面,影响健康。

参考:红色头发的Y, Gibbins D, Lana-Elola E, et al .颅面dysmorphology在唐氏综合症是由Dyrk1a用量的增加和至少三个基因。发展。2023年,150 (8):dev201077。doi:10.1242 / dev.201077

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