• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Badania nicieni rzucają światło na rzadkie zaburzenia genetyczne

    24.03.2010. 17:12
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Naukowcy z Instytutu Badań Biomolekularnych i Biomedycznych im. Conwaya przy University College w Dublinie (UCD) w Irlandii odkryli nowe informacje na temat genu, który jest zaangażowany w rozwój zespołu Jouberta, choroby genetycznej dotykającej pnia mózgu. Zespół ma nadzieję, że wyniki badań opublikowane w Journal of Cell Biology przyczynią się do gruntowniejszego poznania szeregu zaburzeń móżdżkowych.

    Zespół Jouberta to rzadka choroba genetyczna, która atakuje robaka móżdżku, część mózgu kontrolującą koordynację mięśni, równowagę i ruch. W wyniku tego schorzenia móżdżek i pień mózgu nie rozwijają się prawidłowo, co przekłada się na słabą kontrolę mięśni. Inne objawy obejmują problemy z wątrobą i nerkami, ślepotę, łagodne do umiarkowanego upośledzenie umysłowe oraz nieprawidłowości kostne takie jak rozszczepienie wargi lub podniebienia czy też dodatkowe palce u rąk i nóg.

    Jednym z genów powiązanych z JSRD (zespołem Jouberta i zaburzeniami pokrewnymi) jest Arl13b kodujący białko, o którym naukowcy wiedzą, że odgrywa rolę w formowaniu i prawdopodobnie funkcjonowaniu rzęsek, malutkich organelli podobnych do włosów, sterczących na powierzchni komórek.

    Aby odkryć powiązanie między Arl13b a rzęskami zespół z UCD nawiązał współpracę z naukowcami z Uniwersytetu Tokijskiego w Japonii w celu przeprowadzenia eksperymentów z rzęskami na malutkim nicieniu zwanym Caenorhabditis elegans.

    Wyniki badań wykazały, że białka Arl13b wykorzystują kotwice lipidowe do łączenia się z błoną rzęskową. Ponadto pokazały również, że obok powodowania zniekształcenia błony rzęskowej, przerwanie funkcji białka Arl13b nicieni może wypływać na zdolność innych białek do prawidłowego rozmieszczenia na niej.

    W ramach testów wykazano, że białko Arl13b jest potrzebne do prawidłowego funkcjonowania systemu transportu białka w rzęskach. Zespół naukowców zaproponował nowy model roboczy Arl13b, w którym jest on odpowiedzialny za istotne właściwości błony rzęskowej takie jak kształt i przezbłonowe rozmieszczenie białek.

    Rzęski występują na niemal wszystkich komórkach organizmu człowieka, niemniej jeszcze 20 lat temu wielu naukowców było przekonanych, że są strukturami redundantnymi, które tak naprawdę nie pełnią żadnej funkcji. Teraz naukowcy zaczynają sobie zdawać sprawę, że rzęski pełnią istotną rolę w funkcjach ruchowych i czuciowych, w tym w ścieżkach sygnalizacyjnych.

    Wady struktury rzęskowej są coraz częściej wiązane z wieloma chorobami i zespołami (zwanymi ciliopatiami). Wśród nich można wymienić wielotorbielowatość nerek i wątroby, zwyrodnienie siatkówki, nieprawidłowości kostne, wodogłowie, niedorozwój umysłowy, otyłość, cukrzycę i nowotwory.

    Komentując wyniki badań dr Oliver Blacque z Instytutu Badań Biomolekularnych i Biomedycznych im. Conwaya przy UCD, powiedział: "Fakt, że białko Arl13b łączy się z błonami rzęskowymi i jest niezbędne do budowy/funkcjonowania struktury rzęskowej zarówno u nicieni, jak i u ssaków pokazuje niezwykłe, ewolucyjne zachowanie funkcji tego małego białka G."

    "W przypadku pacjentów z zespołem Jouberta, odkrycia zapewniają pełniejsze zrozumienie patomechanizmów choroby i dopracowanie założeń roboczych, wskazując tym samym drogę przyszłych badań nad JSRD i być może innymi ciliopatiami."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Historia odkrycia i badań nad stwardnieniem guzowatym: Historia odkrycia stwardnienia guzowatego i badań nad tą chorobą liczy dopiero niecałe 200 lat. Stwardnienie guzowate (tuberous sclerosis, tuberous sclerosis complex, TSC) jest rzadką, wielonarządową chorobą genetyczną, w której rozwijają się łagodne guzy mózgu i guzy innych ważnych życiowo narządów: nerek, serca, oczu, płuc i skóry. Zespół objawów może obejmować napady drgawkowe, opóźnienie rozwoju, zaburzenia behawioralne i schorzenia dermatologiczne, a także objawy wynikające z zajęcia płuc i nerek. TSC może być spowodowane mutacją w jednym z dwóch genów: TSC1 i TSC2 , kodujących, odpowiednio, hamartynę i tuberynę. Oba geny należą do genów supresorowych (antyonkogenów), gdyż funkcją kodowanych przez nie białek jest regulacja cyklu komórkowego i procesu różnicowania komórek. W przeszłości zachorowania na tę chorobę traktowano jak ciekawe przypadki kazuistyczne; obecnie, badaniom nad patogenezą TSC przypisuje się istotne znaczenie w poznawaniu procesu nowotworzenia i supresji nowotworów. Zespół Wiskotta-Aldricha (ang. Wiskott-Aldrich syndrome, WAS) – rzadki dziedziczny zespół chorobowy, sprzężony z chromosomem X, o typie dziedziczenia recesywnym, na który choruje jedynie płeć męska. Choroba przebiega z zaburzeniami układu odpornościowego. Wystąpienie objawów choroby jest uwarunkowane mutacją genu WAS w locus Xp11.23-p11.22, kodującego białko o tej samej nazwie. Białko WASP jest obecne w komórkach progenitorowych krwi, limfocytach T i B, makrofagach oraz trombocytach, co wskazuje, że jest ono niezbędne do prawidłowego różnicowania się i funkcjonowania tych komórek. Choroba może przebiegać od postaci łagodnych z okresową trombocytopenią, po znaczne zaburzenia odporności. Niezależnie jednak od aktualnego stanu zaawansowania, objawy chorobowe nasilają się wraz z upływem czasu. Występuje z częstością 1:250 000 chłopców. Po raz pierwszy zespół opisany w 1954 przez Aldricha i współpracowników. Zespół Wiskotta-Aldricha (ang. Wiskott-Aldrich syndrome, WAS) – rzadki dziedziczny zespół chorobowy, sprzężony z chromosomem X, o typie dziedziczenia recesywnym, na który choruje jedynie płeć męska. Choroba przebiega z zaburzeniami układu odpornościowego. Wystąpienie objawów choroby jest uwarunkowane mutacją genu WAS w locus Xp11.23-p11.22, kodującego białko o tej samej nazwie. Białko WASP jest obecne w komórkach progenitorowych krwi, limfocytach T i B, makrofagach oraz trombocytach, co wskazuje, że jest ono niezbędne do prawidłowego różnicowania się i funkcjonowania tych komórek. Choroba może przebiegać od postaci łagodnych z okresową trombocytopenią, po znaczne zaburzenia odporności. Niezależnie jednak od aktualnego stanu zaawansowania, objawy chorobowe nasilają się wraz z upływem czasu. Występuje z częstością 1:250 000 chłopców. Po raz pierwszy zespół opisany w 1954 przez Aldricha i współpracowników.

    Białka fuzyjne (białka chimeryczne) – białka powstające z połączenia 2 lub większej liczby genów, które pierwotnie były odpowiedzialne za produkcję niezależnych białek. Produktem genu fuzyjnego jest białko (polipeptyd), którego funkcja jest w pewnym stopniu pochodną funkcji białek kodowanych przez geny wchodzące w skład takiego połączenia. Białka błonowe to białka związane ze strukturą błony biologicznej. W tych błonach białka pełnią rozliczne funkcje niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania komórki. Występują m.in. w roli:

    Hsp90 (heat shock protein 90) – białko z rodziny białek szoku cieplnego, należące do białek chaperonowych (opiekuńczych). Hsp90 występuje u eubakterii i wszystkich eukariontów, ale wydaje się być nieobecne w komórkach archeowców. Cytoplazmatyczne Hsp90 jest niezbędne do prawidłowego funkcjonowania komórek eukariontów w każdej sytuacji, natomiast u bakterii produkt białkowy bakteryjnego homologu genu HtpG jest zbędny w warunkach innych niż szok cieplny. Folding@home jest projektem internetowym zorganizowanym przez Stanford University w Stanach Zjednoczonych. Projekt ma na celu badanie procesów zwijania białek, koncentruje się na badaniu sposobu w jaki cząsteczka białka składa się w przestrzeni. Jest to o tyle ważne, że od tego kształtu zależą funkcje, jakie może ona pełnić w organizmie. Na skutek nieprawidłowego złożenia się cząstki, mogą powstawać białka wywołujące choroby takie jak: CJD, choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, czy też słynne BSE, czyli "choroba szalonych krów".

    Zespół Meckela (zespół Meckela-Grubera, ang. Meckel syndrome, MKS) – rzadki, letalny, genetycznie uwarunkowany zespół wad wrodzonych. Należy on do grupy chorób zwanych ciliopatiami/rzęskopatiami, charakteryzujących się nieprawidłową budową i funkcją rzęski. Cechami charakteryzujacymi ten zaspół są wielotorbielowatość nerek, niedorozwój centralnego systemu nerwowego, polidaktylia, defekty rozwojowe wątroby oraz niedorozwój płuc. Okazjonalnymi cechami są również rozszczep podniebienia/wargi, wygięcie kości długich, prawostronne położenie serca/dekstrokardia oraz nisko osadzone uszy. Choroba De Vivo (ang. De Vivo disease) – choroba genetyczna o dziedziczeniu autosomalnym dominującym, spowodowana mutacją w genie kodującym białko transportera glukozy GLUT1. Na obraz choroby składają się drgawki, ataksja, mikrocefalia, opóźnienie umysłowe. Glikemia w osoczu jest prawidłowa, ale nieprawidłowo niskie są wartości glikemii w płynie mózgowo-rdzeniowym (hypoglycorrhachia). Zespół opisali De Vivo i wsp. w 1991 roku na łamach "New England Journal of Medicine".

    Niskorosłość MULIBREY (zespół Perheentupy, ang. MULIBREY nanism, muscle-liver-brain-eye nanism, MUL, Perheentupa syndrome) – rzadka choroba genetyczna opisana po raz pierwszy w Finlandii. Choroba wywołana jest przez mutacje w genie TRIM37 kodującym białko peroksysomów. Nazwa zespołu pochodzi od nazw zajętych w tej chorobie narządów: mięśni (MUscle), wątroby (LIver), mózgu (BRain) i oczu (EYes).

    Zespół Donnai-Barrowa (zespół twarzowo-oczno-słuchowo-nerkowy, ang. Donnai-Barrow syndrome, faciooculoacousticorenal syndrome, FOARS) – rzadki zespół wad wrodzonych, na którego obraz składają się cechy dysmorficzne twarzy, nieprawidłowości oczne, czuciowo-nerwowa utrata słuchu i białkomocz. Cechy dysmorficzne występujące u pacjentów z FOARS to wydatne brwi, krótki nos, hiperteloryzm, nieprawidłowości oczne obejmują krótkowzroczność, hipoplazję tęczówki i (lub) odwarstwienie siatkówki.

    Wiarygodność rozpoznań wprowadza trudności w zmierzeniu względnego wpływu genów i środowiska (przykładowo, objawy w pewnym stopniu pokrywają się z chorobą dwubiegunową i wielką depresją), ale wyniki badań wskazują na to, że czynniki genetyczne w połączeniu ze środowiskowymi są ważnymi czynnikami etiologicznymi schizofrenii. Wyniki badań wykazują, że przyczyny powstania schizofrenii mają silną komponentę dziedziczną, ale początek choroby jest pod silnym wpływem czynników środowiskowych i stresorów. Hipoteza wrodzonej podatności na zranienie (diatezy) u niektórych ludzi, która może być ujawniona przez biologiczne, psychologiczne i środowiskowe stresory jest znana jako model stresu i diatezy (lub encefalopatii). Model wskazujący na istotność czynników biologicznych, psychologicznych i społecznych nosi nazwę "biopsychosocjalnego". Zespół nerczycowy, zespół nefrotyczny (łac. syndroma nephroticum, ang. nephrotic syndrome) – zespół objawów chorobowych wywołany nadmierną nieskompensowaną utratą białka z moczem. Stan ten nazywa się białkomoczem: w przypadku zespołu nerczycowego przekracza ilość 3,5 g/dobę lub 50 mg/kg masy ciała/dobę. Do objawów choroby należą obok białkomoczu hipoalbuminemia, lipiduria, hiperlipidemia, obrzęki i przesięki do jam ciała. Do zespołu nerczycowego może doprowadzić każdy stan chorobowy przebiegający z białkomoczem.

    Zespół LEOPARD (ang. LEOPARD syndrome) – rzadki, uwarunkowany genetycznie, dziedziczony autosomalnie dominująco zespół wad wrodzonych, spowodowany w większości przypadków mutacją w niereceptorowym genie PTPN11 kodującym białko fosfatazy tyrozynowej. Mutacje w tym samym genie odpowiadają za część przypadków zespołu Noonan; są to zatem schorzenia alleliczne. Nazwa zespołu jest akronimem utworzonym z pierwszych nazw głównych objawów choroby w języku angielskim: plam soczewicowatych na skórze (Lentiginosis), nieprawidłowego obrazu EKG (ECG), hiperteloryzmu ocznego (Ocular hypertelorism), zwężenia ujścia płucnego (Pulmonary stenosis), nieprawidłowości narządów płciowych zewnętrznych (Abnormal genitalia), zahamowania wzrostu (Retardation of growth) i czuciowo-nerwowej utraty słuchu (Deafness). U jednego pacjenta może występować kilka z tych objawów. Zespół EEC (ektrodaktylia, dysplazja ektodermalna, rozszczep wargi i podniebienia, ang. Ectrodactyly-Ectodermal Dysplasia-Clefting (EEC) Syndrome) – zespół wad wrodzonych, charakteryzujący się triadą wad: ektrodaktylią, dysplazją ektodermalną, i rozszczepami w obrębie twarzy (wargi, podniebienia). Inne, spotykane u pacjentów z zespołem EEC wady, to odpływ pęcherzowo-moczowodowy, atrezja przewodu łzowego, hipopigmentacja skóry i włosów, nieprawidłowości uzębienia, hipoplazja szkliwa, fotofobia, wady nerek, przewodzeniowa utrata słuchu, Niekiedy występuje upośledzenie umysłowe.

    Choroby spowodowane powtórzeniami trinukleotydów (ang. trinucleotide repeat (expansion) disorders) – grupa chorób uwarunkowanych genetycznie, spowodowanych mutacją dynamiczną, czyli nieprawidłowo dużą ilością powtórzeń sekwencji danego trinukleotydu. W warunkach prawidłowych takie krótkie powtarzające się sekwencje rozproszone są w całym genomie człowieka; translacja nieprawidłowych powtórzeń zlokalizowanych w obrębie genu może prowadzić do utworzenia defektywnego białka, nie pełniącego prawidłowo swoich funkcji, co powoduje chorobę.

    Dodano: 24.03.2010. 17:12  


    Najnowsze