Im Jahr 2010 berichteten Wissenschaftler in Italien , dass eine Frau und ihre Tochter zeigte eine verwirrende Reihe von Behinderungen, einschließlich Epilepsie und Gaumenspalte . Die Mutter hatte zuvor verlor eine 15-Tage- alten Sohn zu Atemstillstand und das Forscherteam stellte fest, dass die Mutter und Tochter wurden einen großen Teil der DNA auf dem X-Chromosom fehlt. Doch die Forscher konnten zeigen, dass die endgültig die Probleme auf diese genetische Löschung gebunden.
Jetzt hat ein Team von der University of Pennsylvania und das Kinderkrankenhaus von Philadelphia hat bestätigt, dass diejenigen Patienten Beschwerden ergab sich aus der genetischen Anomalie. Erstellen von Mäusen , die die gleiche DNA-Region fehlte , zeigten die Penn und CHOP -Forscher , dass diese Tiere erlitten die gleichen Probleme , die die Mutter , Tochter und Sohn heimgesucht - Gaumenspalte , Epilepsie und Atembeschwerden , eine so genannte menschliche Xq22.1 Streichung Syndrom. Und , durch die Klärung der genetischen Grundlagen -Syndrom ist , haben die Forscher die Grundlage für die Identifizierung der zugrunde liegenden molekularen Mechanismus dieser Probleme und möglicherweise Behandlung von ihnen an ihre biologische Wurzel gelegt .
"Diese Studie hat gezeigt, dass das Löschen dieser Region in Mäusen bewirkt, dass sie wie Menschen mit dem gleichen Lösch reagieren", sagte Jeremy P. Wang , Senior -Autor der Studie und Professor an der Penn Tierärztliche Abteilung für Tierbiologie . " Jetzt, da wir ein Mausmodell , können wir zu sezieren und zu versuchen, genetisch genau feststellen, welche Gene verantwortlich sind. "
Wang Zusammenarbeit führte die Studie mit seiner Postdoc-Forscher Jian Zhou . Weitere Co-Autoren enthalten Penn Vet des N. Adrian Leu und der CHOP Ethan Goldberg, Lei Zhou und Douglas Coulter .
Die Studie erscheint in der Zeitschrift Human Molecular Genetics .
Um die Auswirkungen der fehlenden diesen Teil der DNA zu untersuchen, mehr als 1 Million Basenpaare lang , überquerte die Penn Team vorhandenen Mäusen, insbesondere Deletionen in ihrer DNA , um eine Maus , die die gesamte Strecke, die die menschlichen Patienten fehlten fehlte erstellen musste . Sie beobachteten schnell , dass alle männlichen Mäusen starb bei der Geburt durch Atemstillstand. Frauen, die einen normalen X-Chromosom und ein X-Chromosom mit diesem fehlenden Strecke von genetischem Material haben würde , überlebte , hatte aber in unterschiedlichem Ausmaß von Symptomen wie Epilepsie, Gaumenspalte und andere Entwicklungsstörungen .
"Wir glauben, dies ist wegen der schiefen X-Chromosom -Inaktivierung ", sagte Wang . " Bei Frauen eines der X-Chromosomen " Ausdruck wird nach dem Zufallsprinzip " zum Schweigen gebracht " , so dass Männer und Frauen haben das gleiche Dosierung von genetischem Material von dieser Geschlechtschromosom unter normalen Umständen . In diesem Fall , wenn mehr weiblichen Zellen Schweigen das X -Chromosom, das hat Löschen , werden die Wirkungen des Syndroms nicht so stark sein. "
Zu verengen , welcher Teil der gelöscht Erbgut für die beobachteten Missbildungen verantwortlich , die Forscher genetisch veränderte eine Art von Mäusen, die die ersten zwei Drittel der ursprünglichen genetischen Deletion fehlten und eine andere Art , die das letzte Drittel fehlte .
Unerwarteterweise haben die Mäuse, denen die zwei Drittel der Region auf dem X-Chromosom , die 17 Gene enthalten , fanden keine Atemversagen , Gaumenspalte oder Epilepsie anzuzeigen.
" Diese Mäuse waren in Ordnung ", sagte Wang . "Es war sehr überraschend für uns , dass das Löschen so viele Gene auf dem X-Chromosom nicht offensichtlichen Probleme bei den Mäusen zu verursachen. "
Dies war nicht der Fall bei den Mäusen fehlen die letzten 350 Kilobasenpaare der Region von Interesse . Diese Mäuse hatten die gleiche Reihe von Problemen , wie Mäusen fehlt die gesamte Region : Männchen starb nach der Geburt und Frauen hatten Gaumenspalten , höhere Raten von Tod kurz nach der Geburt , Entwicklungsverzögerungen und hatte Anfälle.
Nach Ausschluss der Gene in diesem kleineren Bereich , die keine Entsprechung in den Menschen zu haben, wurden die Forscher mit nur vier Gene verlassen . Alle vier gehören zu derselben Familie von Genen und für Proteine kodieren , die bei der zellulären Signalübertragung beteiligt sind .
" Diese Proteine werden in der neuronalen Aktivität und von Neurotransmittern beteiligt ", sagte Wang . "Das ist wahrscheinlich, warum wir sehen, dass Frauen ohne eine Kopie dieser X-chromosomale Gene Epilepsie. "
Wang und seine Kollegen planen, auch weiterhin das Studium dieser vier Gene zu bestimmen, die zu den Entwicklungsproblemen führen , wie Gaumenspalte und Epilepsie , wenn sie fehlen. Die aus diesem und in zukünftigen Studien gewonnenen Informationen könnten pränatalen Tests zu informieren , sagte Wang , was Ärzte Vorwarnung möglich Atem oder andere Probleme bei Neugeborenen zu behandeln.
Zu verstehen, wie das Fehlen dieser Gene führt zu Epilepsie könnte auch dazu beitragen Leitfaden Behandlungen für die Bedingung.
"Epilepsie und Gaumenspalte beeinflussen Zehntausende von Kindern allein in den USA jedes Jahr ", sagte Wang , " und Atemstillstand ist ein besonderes Problem bei Frühgeburten und niedrigem GeburtsgewichtBabys. Das Finden der ursächlichen Gene für diese Bedingungen könnten einige sehr klinisch haben wichtige Implikationen. "