В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, ученые из Университетского колледжа Лондона (University College London) обнаружили, что генетические мутации, которые возникают естественным образом на самых ранних стадиях развития эмбриона, могут вызвать серьезное врожденное расщепление позвоночника (spina bifida).
Новизна научной работы
Исследователи впервые объясняет, как «мозаичная мутация» — мутация, которая не наследуется ни от одного из родителей (через сперматозоиды или яйцеклетки), но происходит случайным образом во время деления клеток в развивающемся эмбрионе, — вызывает расщепление позвоночника. Ученые обнаружили, что мутация в гене Vangl2, присутствующая в 16% развивающихся клеток спинного мозга эмбрионов мыши, приводит к расщеплению позвоночника.
Материалы и методы исследования
В этом экспериментальном исследовании ученые вызвали специфическую мутацию, которая инактивирует ген Vangl2 у эмбрионов мыши. Данный ген является частью клеточного сигнального пути, который сообщает клеткам, в какую сторону они обращены внутри ткани. Мутации в этом пути были выявлены у людей с дефектами нервной трубки, а недавние сообщения из США и Китая ранее обнаружили мозаичные мутации гена Vangl2 у 15% эмбрионов человека с расщеплением позвоночника. Для нормального функционирования клеточного сигнального пути клетки должны взаимодействовать с соседними клетками, чтобы передавать информацию о направлении. Для исследования ученые индуцировали мутацию Vangl2 в небольшие области клеток, которые формируют развивающийся спинной мозг мышей. Затем исследователи подсчитали долю спинномозговых клеток, в которых обнаружена мутация Vangl2.
Результаты научной работы
Результаты исследования показывают, что процесс передачи сигналов в клетке уязвим для ненаследственных мозаичных мутаций. Каждая мутантная клетка останавливает функционирование соседних клеток, способствуя развитию спинного мозга. Вокруг каждой клетки имеется в среднем 6 соседних клеток, что значительно усиливает эффекты каждой мутантной клетки. Ученые обнаружили, что потребность клеток в общении друг с другом делает их чрезвычайно уязвимыми для мутаций в сигнальном пути, в котором действует ген Vangl2. Обнаружение этих мозаичных мутаций у живых людей потребует технологических достижений и тщательного анализа тканей, резецированных во время операции.
Авторы другого исследования выявили генетические мутации, которые приводят к аутизму.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
