Ответственный за эмбриогенез белок может искалечить плод

Синдром Ди Джорджио (DiGeorge Syndrome) -- одно из распространенных наследственных заболеваний. Оно вызвано выпадением (делецией) участка хромосомы в локусе 22q.11. От синдрома страдает примерно один из 4000 младенцев. У детей с генетическими нарушениями в 22-й хромосоме могут проявляться тяжелые пороки развития, включая отсутствие тимуса и паращитовидной железы. Встречаются пациенты с пороками сердца, иммунодефицитом и волчьей пастью. У детей может быть нарушена работа пищеварительной системы; они склонны к инфекционным заболеваниям и могут отставать в развитии. Ученые нашли виновников всех неприятностей, без которых тем не менее невозможно развитие плода.

Необходимые белки

Из-за структурной нестабильности участок 22-й хромосомы может выпадать. Обычно утраченная часть содержит около 30 генов. Один из часто попадающих в группу риска -- ген TBX1. Он имеет особое значение для всего организма, так как кодирует белок Tbx1, который регулирует работу других генов. То есть выпадение именно этого гена сказывается на возможности реализовать информацию, закодированную в других участках хромосомы.

Доктор Джейсон Столлер (Jason Z. Stoller) из Детского госпиталя в Филадельфии (Children's Hospital of Philadelphia) и Джонатан Эпштейн (Jonathan A. Epstein) из Университета Пенсильвании (The Penn Cardiovascular Institute at the University of Pennsylvania) исследовали белки Tbx1 и Ash2l, которые участвует в развитии эмбриона на ранних сроках беременности. Оказалось, что они так же несут ответственность за делецию 22-й хромосомы и участвуют в формировании и патогенезе внутренних органов. В эксперименте эмбрионы мышей, лишенные белка Ash2l, погибали через несколько дней после зачатия.

Вредоносное сотрудничество

Джейсон Столлери и Джонатан Эпштейн выяснили, что протеин Tbx1 «рубит сук, на котором сидит», еще в 2005 году. Продолжением работы стала статья «Ash2l interacts with Tbx1 and is required during early embryogenesis», опубликованная 12 мая 2010 года в журнале Experimental Biology and Medicine. В ней ученые описали биологические события и работу гена-партнера (Ash2l), которые в совокупности нарушают функционирование TBX1 и вызывают делецию хромосомы. То есть Ash2l «втирается в доверие» к Tbx1 и вместе с ним блокирует работу группы генов. Среди которых в том числе «родитель» белка Tbx1 -- ген TBX1.

Ash2l влияет на развитие эмбриона. Причем он не перестраивает последовательность ДНК, а подцепляет к молекуле ДНК или белкам-гистонам химически активные вещества. Так он может «включать» или «выключать» гены. Из-за такой «игры» Ash2l у ребенка может не срастись небная расщелина, развиться пороки сердца или пищеварительной системы.

«Это исследование станет фундаментом для разработки методов лечения, которые помогут изменить патологический ход эмбриогенеза», -- говорит доктор Столлер.

Ученые получили и другие данные, которые не имеют отношения к синдрому Ди Джорджио. Мыши, у которых не было белка Ash2l, погибали в первые дни эмбриогенеза. То есть без «шутника» Ash2l развитие эмбриона в принципе невозможно. «Разработка методов, которые позволят контролировать ранний эмбриогенез, все еще в далеком будущем. Но проведенное исследование закладывает основы для развития этого направления», -- говорит доктор Столлер.