• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Odkrycie nowych genów rzadkich chorób dziedzicznych w ramach badań unijnych

    06.09.2011. 18:37
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Międzynarodowy zespół naukowców, finansowany ze środków unijnych, zidentyfikował dwa nowe geny powiązane z dziedzicznymi chorobami nerek. Zespół ekspertów z Holandii, Indii, Kanady, Niemiec, Pakistanu i USA otrzymał dofinansowanie w ramach projektu SYSCILIA realizowanego z budżetu tematu "Zdrowie" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

    W sumie zespół zbadał 850 białek, które mogą brać udział w trzech genetycznych chorobach rzęsek: dziedzicznym zwyrodnieniu nerek, zespole Jouberta i zespole Meckel-Grubera. Naukowcy zmapowali interakcje tych białek, aby sprawdzić, które z nich pełnią kluczową rolę w chorobach, co doprowadziło do odkrycia dwóch genów.

    Choroby będące następstwem dysfunkcji rzęsek są wywoływane przez wady genetyczne części komórek zwanych rzęskami. Rzęski są niezwykle ważne, stanowiąc część komórkowych ścieżek sygnałowych w trakcie rozwoju komórki w różnych częściach ciała. Mają postać wypukłości komórek i pełnią rozmaite funkcje: na przykład w drogach oddechowych zajmują się transportem śluzu, a rzęski nerek wyczuwają przepływ moczu. Nieprawidłowe wykształcenie rzęsek może doprowadzić do rozmaitych chorób.
    Jednakże nasza wiedza na temat składu rzęsek, struktury, dynamiki i powiązanych ścieżek sygnałowych odpowiednich molekularnych elementów budulcowych oraz połączonych z nimi sieci białek pozostaje nadal bardzo ograniczona.

    W artykule opublikowanym w czasopiśmie Cell zespół opisuje badania, jakim została poddana rodzina z Pakistanu, w której czworo rodzeństwa zachorowało na zespół Jouberta: naukowcy wykorzystali techniki mapowania genów wraz z mapą sieci białek, identyfikując w ten sposób gen TCTN2, którego dysfunkcja prowadzi do choroby. Zespół pojawia się, kiedy dziecko otrzyma taki gen od obojga rodziców.

    Zespół Jouberta wpływa na funkcjonowanie mózgu i prowadzi do deficytu intelektualnego oraz problemów z motoryką i koordynacją, jak również innych objawów, takich jak problemy z nerkami i oczami. Wedle raportów schorzenie to dotyka około 1 dziecko na 100.000, choć naukowcy są przekonani, że ta liczba może być daleka od prawdy i znacznie więcej dzieci na świecie może cierpieć na tę chorobę.

    Do tej pory z zespołem Jouberta powiązano 10 genów. Jeden z autorów raportu z badań, z kanadyjskiego Centre for Addiction and Mental Health (CAMH), odkrył wcześniej gen CC2D2A , który odpowiada za około 9% przypadków zespołu Jouberta.
    "Defekt jakiegokolwiek aspektu tej ścieżki molekularnej może mieć bardzo podobne skutki kliniczne" - zauważa dr John Vincent.

    Drugi gen ciliopatii zidentyfikowany w toku badań - Atxn10 - powoduje dziedziczne zwyrodnienie nerek, wiązane również z problemami nerek i oczu.

    Ostatnie prace posuwają naprzód badania nad genami poprzez przyjęcie innowacyjnego podejścia sieciowego. Niektórzy naukowcy pracowali nad mapowaniem sieci białek potencjalnie powiązanych z ciliopatiami, które wchodzą w interakcje na wspólnych ścieżkach, w ramach podejścia do identyfikacji genów chorobotwórczych. Kolejna współautorka raportu z badań, dr Rachel Giles z Uniwersyteckiego Centrum Medycznego (UMC) w Utrechcie, Holandia, wypowiedziała się na temat nowego sposobu badania sieci białek i jego ewentualnego wkładu w przyszłe odkrycia genów chorobotwórczych:
    "To nowy język wyszukiwania genów. Standardowe metody wyszukiwania genów rzadkich chorób genetycznych w małych rodzinach często nie przynoszą rezultatów. Nasza metoda, łącząca biologię systemów i biochemię, okazała się w tym przypadku skuteczna. Oferuje rodzinom cierpiącym na 'choroby sieroce' i ich lekarzom pomoc w diagnozowaniu i zrozumieniu naturalnego przebiegu choroby. Co więcej metoda ta może również służyć do wyszukiwania genów bardziej pospolitych chorób, takich jak cukrzyca czy otyłość."

    Celem projektu SYSCILIA jest identyfikacja mechanizmów molekularnych opisujących funkcję rzęsek oraz nieznacznych perturbacji powiązanych z dysfunkcją wywołaną przez mutacje w dziedzicznych ciliopatiach przy zastosowaniu podejścia opartego na biologii systemów. Konsorcjum projektu złożone z naukowców z 16 instytucji naukowych z Francji, Holandii, Irlandii, Niemiec, USA, Wlk. Brytanii i Włoch stawia sobie za cel wypracowanie kompleksowego zestawu danych ilościowych w celu umożliwienia systemowej analizy funkcji rzęsek.

    Od uruchomienia w czerwcu 2010 r., projekt SYSCILIA zdążył już przynieść znaczące wyniki. W grudniu ubiegłego roku naukowcy zajmujący się badaniem psów odkryli nowy gen, który wywołuje pierwotną dyskinezę rzęsek (PCD), rzadkie schorzenie genetyczne dróg oddechowych dotykające zarówno ludzi, jak i psowate.

    Projekt SYSCILIA potrwa do 2015 r.

    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. Geny kodujące białka mechanizmów naprawy DNA człowieka: DNA komórki jest stale narażone na czynniki uszkadzające. Sprawnie działające mechanizmy naprawy DNA funkcjonują w komórkach organizmów zarówno prokariotycznych jak i eukariotycznych. Badania genomu ludzkiego pozwoliły zidentyfikować szereg genów kodujących białka biorące udział w różnorodnych mechanizmach naprawy DNA. Poznano dotąd ponad 130 genów o takiej, udowodnionej lub prawdopodobnej, funkcji. Nowe geny naprawy DNA są ciągle odkrywane dzięki badaniom porównawczym sekwencji genów człowieka i homologów tych genów u organizmów modelowych, takich jak E. coli i S. cerevisiae. Badania te mają znaczenie dla medycyny, ponieważ do tej pory zidentyfikowano już kilkanaście chorób, w których patogenezie mają udział niesprawne mechanizmy naprawy DNA. Kłębuszkowe zapalenie nerek (KZN, łac. glomerulonephritis, dawniej choroba Brighta) – grupa pierwotnych lub wtórnych chorób nerek charakteryzująca się zapaleniem kłębuszków lub małych naczyń w nerce. Może się objawiać izolowanym krwiomoczem lub białkomoczem lub jako zespół nefrotyczny, zespół nefrytyczny, ostra lub przewlekła niewydolność nerek. Kłębuszkowe zapalenia nerek dzieli się także na różne typy morfologiczne, wśród których najbardziej ogólnie wyróżnia się typy proliferacyjne i nieproliferacyjne. Przyczyny pierwotne dotyczą chorób samych nerek (kłębuszków), natomiast wtórne wynikają z innych chorób lub czynników, do których należą: zakażenia, leki, choroby systemowe lub układowe, nowotwory.

    Koneksyny – białka budujące elementy połączenia szczelinowego, zwane koneksonami. Każdy konekson zbudowany jest z tych szcześciu podjednostek białkowych. Poszczególne podjednostki koneksyn określają przepuszczalność i selektywność połączeń szczelinowych. U ludzi występuje co najmniej 20 genów kodujących koneksyny. Mutacje w tych genach prowadzą do bardzo selektywnych chorób pod względem tkanki, której dotyczą i objawów, które wywołują. Przykładowo z mutacją jednego z tych genów związana jest choroba Charcota-Mariego-Tootha czy też wrodzona głuchota, wywołana nieprawidłowym przepływem kationów potasu w ślimaku. Zespół przyległych genów (ang. contiguous gene syndrome) – grupa uwarunkowanych genetycznie zespołów spowodowanych mikrodelecją lub submikroskopową duplikacją obejmującą dwa lub więcej genów, których loci sąsiadują na chromosomie. Submikroskopowe aberracje często są zbyt małe, aby mogły być uwidocznione w badaniach konwencjonalnymi technikami cytogenetycznymi; ich wykrycie często wymaga użycia metody FISH. W patogenezie tych zespołów istotna jest zmiana dawki genu, wynikająca z haploinsuficjencji albo nadekspresji uszkodzonych genów. W obrazie klinicznym zespołów należących do tej grupy charakterystyczna jest zmienność fenotypu. Należą tu m.in.:

    Zespół Potocki-Lupskiego (ang. Potocki-Lupski syndrome, PTLS) – rzadki zespół wad wrodzonych. Opisany po raz pierwszy w latach 90., jest pierwszym zespołem spowodowanym przez chromosomowe mikroduplikacje. Zespół Potocki-Lupskiego należy do zespołów genów przyległych. Zespół Ushera – względnie rzadka choroba genetyczna, która powstaje w wyniku mutacji jednego z 10 genów typowych dla tej choroby. Zespół cechuje głuchota i stopniowa utrata wzroku; jest najczęstszą przyczyną głuchoślepoty.

    Kanałopatie – choroby wywoływane przez zaburzoną funkcję podjednostek kanałów jonowych lub białek, które je regulują. Kanałopatie mogą być wrodzone (wynikające z mutacji genu lub genów) lub nabyte (często wynikające z autoagresji ataku na kanał jonowy). Nadrodzina immunoglobulin (synonim: białka immunoglobulinopodobne, ang. immunoglobulin superfamily, IgSF) – grupa białek wyodrębniona na podstawie istnienia w ich strukturze tzw. splotu immunoglobulinowego. Większość członków tej rodziny to białka o masie cząsteczkowej 70-100 kDa. Nadrodzina immunoglobulin jest uznawana za największą grupę białek o podobnej budowie. Na podstawie analizy genomu człowieka zidentyfikowano 756 genów, których produkty białkowe zawierają domenę immunoglobulinową . Białka immunoglobulinopodobne spotykane są również u bakterii, a ich analiza wskazuje, że pochodzą one od genów eukariotycznych i zostały nabyte w trakcie ewolucji na drodze poziomego transferu genów .

    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.

    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 Jacobsena (zespół delecji 11q, ang. Jacobsen syndrome, 11q deletion, JBS, OMIM 147791) – genetycznie uwarunkowany zespół wad wrodzonych, spowodowany delecją terminalnego odcinka dłuższego ramienia chromosomu 11, obejmującego prążek 11q24.1. Na fenotyp choroby składać się mogą charakterystyczny zestaw cech dysmorficznych twarzy, opóźnienie umysłowe, niskorosłość, wrodzone wady serca i niekiedy skaza krwotoczna. Zespół został opisany przez duńskiego lekarza Petrę Jacobsena i wsp. w 1973 roku i był jednym z pierwszych zidentyfikowanych zespołów przyległych genów. Uważa się, że częstość występowania zespołu Jacobsena wynosi około 1:100 000 urodzeń. 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.

    Dodano: 06.09.2011. 18:37  


    Najnowsze