محققان ژن هایی را یافتند که به طور مستقیم با شکاف کام و لب مرتبط هستند

محققان در حال یافتن ژن‌های بیشتری هستند که مستقیماً با شکاف کام و لب مرتبط هستند.

در یک مطالعه جدید، یک تیم تحقیقاتی به رهبری دانشگاه آیووا سه ژن را شناسایی کردند که با حذف آنها باعث ایجاد شکاف لب یا کام می شود، تغییر شکل صورت که در حدود 1 نوزاد از هر 1600 نوزاد متولد شده در ایالات متحده رخ می دهد. کنترل و پیشگیری از بیماری.

این تیم با انجام جستجوی با وضوح بالا در ژنوم بیش از 1000 بیمار مبتلا به شکاف لب/کام، ژن ها را شناسایی کردند، مخزنی که از درگیری طولانی آیووا با مطالعه اختلال شکاف لب یا کام در سراسر جهان نشات می گیرد.

شکاف لب و شکاف کام، نقایص مادرزادی هستند که زمانی رخ می دهند که لب یا دهان کودک در دوران بارداری به درستی شکل نگیرد. کودکان مبتلا به شکاف کام یا لب به تنهایی اغلب در تغذیه و صحبت کردن واضح مشکل دارند و ممکن است دچار عفونت گوش شوند.

در بیماران مبتلا به این اختلال، محققان بخش‌های کوچکی را در ژنوم پیدا کردند که حذف یا تکرار شده بود و به عنوان انواع کپی شناخته می‌شود. در بخش های حذف شده، محققان به دنبال ژن هایی بودند که حتی در افراد مبتلا به این اختلال نادر بودند. این مهم است زیرا با جستجوی از دست دادن ژنی که در افراد مبتلا به این اختلال نادر است – و حتی در افراد دیگر نادرتر است یا وجود ندارد – به این معنی است که این فقدان باید نقش اصلی در شکاف داشته باشد، نه اینکه صرفاً در ایجاد اختلال نقش داشته باشد.

سپس محققان ارتباط مستقیم ژن ها با شکاف لب یا کام را با کاهش عملکرد آنها در دو گونه قورباغه پنجه دار آفریقایی و گورخرماهی تایید کردند. هنگامی که عملکرد ژن های هدف کاهش یافت، هر گونه نشانه هایی از شکاف ایجاد کرد.

جان ماناک، استاد دپارتمان زیست شناسی در آیووا و نویسنده مسئول این مطالعه، می گوید: «ما سه ژن را که مستقیماً با این اختلال مرتبط هستند، در آزمایشات روی مهره داران پیدا کرده و تأیید کردیم. زمان زیادی طول می کشد تا بتوانیم کاری در مورد آن در انسان انجام دهیم، اما اکنون چندین ژن کلیدی که این اختلال را ایجاد می کنند اضافه کرده ایم. در نهایت، اگر از ژنتیک پشت شکاف کام و لب و گام به گام آن مطلع باشید مرحله مرحله از نحوه ساختن یک چهره، سپس ممکن است دریابید که چگونه برای جلوگیری از نقص مداخله کنید.”

علل ایجاد شکاف دهان در میان اکثر نوزادان ناشناخته است، اما تصور می شود که از تغییرات ژن ها و شاید عوامل بیرونی ناشی می شود.

محققان DNA بیماران مبتلا به شکاف در ایالات متحده و فیلیپین را تجزیه و تحلیل کردند. گروه گسترده بیماران توسط جفری موری، پروفسور دپارتمان خانواده اطفال در آیووا آمده است. Sandra Daack-Hirsch، استاد دانشکده پرستاری؛ و بسیاری دیگر که سال ها به فیلیپین سفر کردند تا بیماران مبتلا به شکاف و اعضای خانواده آنها را برای جمع آوری نمونه ها و اطلاعات در مورد این اختلال به عنوان بخشی از ماموریت های جراحی تحت حمایت عملیات لبخند ثبت نام کنند.

موری می‌گوید: «خانواده‌هایی که سخاوتمندانه در این مطالعه ثبت‌نام کردند، امیدوار بودند که این کار روزی به پیشگیری یا درمان بهتر شکاف لب/کام منجر شود، و این کار گامی برجسته در این مسیر است.»

با DNA آن بیماران، ماناک از تکنیکی به نام هیبریداسیون ژنومی مقایسه ای برای جستجوی بخش های حذف شده DNA در استخر بیماران مبتلا به این اختلال در مقایسه با گروه کنترل که شکاف نداشتند استفاده کرد. از آنجا، او به دنبال یافتن ژن های حذف شده ای بود که در گروه شکاف بسیار نادر بودند که کمتر از 1٪ از 1102 بیمار مورد بررسی، آنها را داشتند.

مناک که وابسته به بخش خانواده خانواده اطفال و برنامه فارغ التحصیل بین رشته ای در ژنتیک است، می گوید: «من می خواستم آن جهش های فوق العاده نادری را که باعث این اختلال می شوند شناسایی کنم، زیرا جهش هایی که کارهای بد انجام می دهند در جمعیت کاهش می یابد. در آیووا

“به عبارت دیگر، از دست دادن شماره کپی که در آن تنها چیزی که شما نیاز دارید حذف ژن است، و شما دچار این اختلال می شوید. این هیجان انگیز است زیرا برخی از ژن های واقعا کلیدی را در مسیر شکاف تعریف می کند. البته، ما همچنین باید تایید کنیم که ژن های کاندید ما هستند. قبل از اینکه ما به نتایج خود کاملاً اطمینان داشته باشیم، در واقع در چهره بیان می شدند و برای شرکت در رشد جمجمه-صورتی منطقی بودند.”

محققان از این تجزیه و تحلیل برای یافتن سه ژن COBLL1، RIC1 و ARHGEF38 استفاده کردند.

هنگامی که این تیم عملکرد این ژن ها را در جنین قورباغه های پنجه ای آفریقایی و گورخرماهی کاهش داد، هر گونه نشانه هایی از تغییر شکل صورت را نشان داد. آزمایش‌ها با قورباغه‌ها، به‌ویژه، مهم بودند، زیرا آنها به روشی تکاملی بیشتر از گورخرماهی با انسان‌ها همسو هستند، و آزمایش‌ها با قورباغه‌ها ویژگی‌هایی شبیه به شکاف‌های انسان ایجاد کرد.

لیزا لنسدون، که مدرک دکترای خود را در رشته ژنتیک از آیووا در سال 2018 گرفت و اولین نویسنده این مطالعه است، می‌گوید که این تحقیق تمرکز اصلی پایان نامه او بوده است. او همچنین بر گروهی از دانشجویان کارشناسی که به انجام تحلیل کمک کردند نظارت داشت.

لانسدون که در حال حاضر استادیار بالینی است، می‌گوید: «بسیار هیجان‌انگیز بود که ببینیم این مطالعه از مراحل اولیه طراحی تکامل یافته تا در نهایت ژن‌های جدیدی را کشف کنیم که برای رشد جمجمه-صورتی مهم هستند، وقتی آنها را روی ماهی‌ها و قورباغه‌ها آزمایش کردیم.» در دانشکده پزشکی دانشگاه میسوری-کانزاس سیتی.

این یافته ها بر اساس یک مطالعه قبلی به رهبری ماناک منتشر شده در سال 2018 است که در آن او از همان تکنیک های جستجوی ژن در گروه کوچکتری از افراد مبتلا به شکاف لب یا کام استفاده کرد تا یک ژن به نام ISM1 را پیدا کند که مستقیماً با این اختلال مرتبط است. او نقش آن ژن را در شکاف در آزمایش‌ها با قورباغه‌های پنجه‌دار، مانند این مطالعه تأیید کرد.

مناک می‌گوید: «یک نکته برجسته برای من، استراتژی است که ما در هر دو مطالعه به کار بردیم، و به دنبال حذف ژن‌هایی بودیم که در گروه بیماری‌های ما نادر هستند و حتی در کنترل‌های ما نادرتر بودند یا وجود نداشتند». “مردم به طور کلی در این راستا فکر نکرده اند. خیلی ساده تر است که ژن ها را توالی یابی کنیم و سپس به دنبال جهش های سنتی تر باشیم که عملکرد یک ژن را تغییر می دهند.”

او همچنین هیجان زده است زیرا ژن ها به طور کلی در رشد چهره مهم هستند.

مناک می‌گوید: «مسیرها و ژن‌ها و برهمکنش‌های متعددی بین انواع مختلف سلول‌ها وجود دارد، بنابراین ما باید همه این اجزا را شناسایی کنیم تا بفهمیم یک چهره چگونه کنار هم قرار می‌گیرد.»

این مطالعه، “تحلیل گسترده ژنومی تنوع تعداد کپی در انسان‌های مبتلا به شکاف لب و/یا شکاف کام، COBLL1، RIC1 و ARHGEF38 را به‌عنوان ژن‌های شکاف‌دهنده شناسایی می‌کند،” در 8 دسامبر در نشریه مجله آمریکایی ژنتیک انسانی.