Доказано, что ген TP63 ассоциирован с формированием расщелины верхней губы и неба. Однако до недавнего времени точный механизм действия гена на патологию не был известен. Исследователи Университета Бонна и Университета Пенсильвании впервые в деталях рассказали о данной взаимосвязи.
Установили генетический механизм, вызывающий врожденную расщелину верхней губы и неба
В европейских странах один из 500 детей рождаются с расщелиной губы и неба. Причина патологии кроется в нарушениях развития в первые недели формирования эмбриона. В результате у эмбриона возникает незаращение частей неба или губы.
Давно установлено, что мутации гена TP63 могут запускать процесс формирования наиболее тяжелых форм данной патологии. Отмечается, что у многих людей с мутацией гена формируются не только патологии в области лица, но также врожденные дефекты конечностей, заболевания кожи, волос и зубов. Хотя изначально полагали, что мутация гена TP63 вызывает только изолированную расщелину неба и губы.
«За последние несколько лет мы смогли собрать достаточно доказательств и впервые показать, что ген TP63 ассоциирован с формированием расщелины неба и верхней губы, возникающей и вследствие врожденного синдрома, и в результате изолированного порока развития. Также впервые продемонстрировали, как именно мутация гена приводит к нарушению формирования челюстно-лицевой области», — говорит д-р Керстин Людвиг, занимающийся исследованиями в Институте генетики человека при Университетской больнице Бонна.
Ученым из Университета Пенсильвании удалось вырастить клетки тканей лица из недифференцированных клеток человека в клеточной культуре. Это позволило проанализировать действие гена TP63 на данный тип клеток. Данные передали исследователям из Университета Бонна, где они были сопоставлены с генетическими данными большой когортной группы пациентов. «Мы смогли доказать, что ген TP63 повышает активность ряда генов, которые играют важную роль в развитии изолированных форм расщелины верхней губы и неба», — говорит д-р Людвиг.
Более того, ген TP63 изменяет структуру хроматина – комплексного образования, состоящего из ДНК и различных белков. В нормальных условиях, нити хроматина формируют компактные узлы в клетках ядра. Однако если ген TP63 прикрепляется к нитям хроматина, то происходит небольшое ослабление узлов. Это изменение, наряду с другими модификациями нитей, может привести к усиленному считыванию специфичных для данной области генов.
«Согласно научным данным, ген TP63 регулирует несколько тысяч локализаций генов в геноме. Среди них есть 17 генов, которые согласно доказательствам крупных генетических исследований, вовлечены в формирование расщелин, а также патологий в других частях тела, о причинах которых ранее не было известно до конца», — говорит один из авторов работы, д-р Джулиа Велзенбах из Университета Бонна.
Поскольку доказано, что ген TP63 активирует множество локализаций генов, можно сделать вывод, что он играет очень важную роль в процессе формирования эмбрионов. Если функция гена нарушается мутацией, то это приводит к тяжелым дефектам различных органов. Поэтому изначально мутацию гена связывали с синдромом расщелины верхней губы и неба в форме врожденного порока. Теперь очевидно, что изолированная форма патологии образуется, когда нарушается активность гена в области, отвечающей за формирование клеток тканей лица.
Новая клеточная система позволит ученым детально изучать биологические причины подобных патологий развития. «Например, мы можем рассмотреть действие разных факторов окружающей среды на активность гена TP63 в отношении клеток тканей лица», — говорит д-р Людвиг. Известно, что факторы окружающей среды могут повысить риск развития дефектов лица. Предполагается, что на основе этих экспериментов будут разработаны рекомендации для профилактики дефектов при диагностированной генетической предрасположенности к таким порокам.
