Ученые обнаружили, что ген играет решающую роль в развитии эмбриона

Новое исследование под руководством исследователя Cedars-Sinai выявило ген, играющий важную роль в биологическом пути, участвующем в развитии эмбриона. Воздействие гена на клеточном уровне может объяснить, почему некоторые дети рождаются с физическими отклонениями и почему у некоторых взрослых развиваются такие заболевания, как рак. Выводы опубликованы в Связь с природой.


Эмбрионы человека развиваются посредством многих сложных клеточных процессов. Химические реакции, известные как «сигнальные пути», активируют молекулы в клетке, чтобы управлять ее функциями. Для этого исследования исследователи стремились лучше понять так называемый сигнальный путь Hedgehog, который регулирует рост человеческого эмбриона, но также активен во взрослом возрасте. Они обнаружили, что ген, Cnpy4может повлиять на способность клетки осуществлять путь Hedgehog.

«Существует несколько сигнальных путей, которые являются критическими регуляторами всех биологических процессов, происходящих во время развития, а также участвующих в заболевании, поэтому мы хотим понять, как функционируют эти пути», — сказал Офир Кляйн, доктор медицинских наук, соавтор. исследования и исполнительный директор Cedars-Sinai Guerin Children’s. «То, что мы идентифицировали здесь, — это ген, который является очень важным модулятором критического пути Hedgehog».

Исследователи заметили, что эмбрионы лабораторных мышей с мутацией в Cnpy4 рождаются с полидактилией, врожденным дефектом, связанным с дополнительными пальцами рук или ног. У некоторых мышей также были аномалии позвоночника и ребер. Предыдущие исследования показали, что изменения пути Hedgehog могут вызывать эти врожденные пороки развития.

Команда обнаружила, что Cnpy4 ген влияет на уровни липидов, обнаруженных на клеточной мембране или в области, которая отделяет внутреннюю часть клетки от внешней среды. Изменения в уровне липидов влияют на важный белок Smoothened, который является жизненно важным компонентом пути Hedgehog. Мыши, которых не хватало Cnpy4 имели повышенный уровень доступного холестерина на своих клеточных мембранах, из-за чего Smoothened подавал более сильные сигналы. Это привело к гиперактивности пути и неконтролируемому образованию новых клеток.

«Этот путь является одним из немногих, которые играют центральную роль в развитии человека», — сказал Кляйн, который возглавляет почетную кафедру Дэвида и Мередит Каплан в области детского здоровья в Cedars-Sinai. «И поскольку одни и те же пути затрагиваются при различных заболеваниях, мы думаем, что они могут быть мишенью для лечения рака, который, как мы знаем, связан с передачей сигналов Hedgehog».

Кляйн сказал, что разработка лекарств, влияющих на функцию Cnpy4 ген может предоставить потенциальные новые варианты лечения заболеваний, включая рак.

Кляйн ранее руководил Институтом генетики человека Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF), где завершил исследование и остается адъюнкт-профессором. Со-старшим автором исследования является Наталья Юра, к.м.н., доцент кафедры клеточной и молекулярной фармакологии, научный сотрудник Научно-исследовательского института сердечно-сосудистых заболеваний Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

Финансирование: исследование финансировалось Программой прорывных биомедицинских исследований UCSF Sandler и Национальным институтом стоматологических и черепно-лицевых исследований под номерами R01-DE028496 и R35-DE026602.