Ученые обнаружили ген, лишняя копия которого приводит к развитию характерных изменений в структуре и форме скелета у мышей с синдромом Дауна.
Синдром Дауна возникает у человека из-за наличия лишней 21 хромосомы. Наличие дополнительных копий генов, находящихся в этой хромосоме, приводит к нарушению баланса различных белков и как следствие – к нарушению развития плода и биохимических процессов в уже сформированном организме. Люди с синдромом Дауна имеют характерную внешность, однако, до сих пор неизвестно, какие именно гены ответственны за это.
Ученые создали линию мышей с дупликациями трех областей на мышиной хромосоме 16, что позволило имитировать наличие лишней 21 хромосомы у людей. Такие мыши демонстрируют множество признаков синдрома Дауна, имеют характерное строение скелета, в том числе лицевых костей черепа.
Одним из дуплицированных генов у мышиной модели является Dyrk1a, ортолог человеческого гена DYRK1A. Оказалось, что у мышей с дополнительной копией этого гена наблюдается меньший объем костной ткани в лицевых костях, а также дефекты синхондрозов основания черепа. По мнению исследователей, наличие третьей копии Dyrk1a на эмбриональном этапе препятствует росту клеток нервного гребня, которые необходимы для последующего формирования костей в передней части черепа. Возможно, этот ген также участвует и в иных патологических процессах при синдроме Дауна, например, в развитии сердечно-сосудистых заболеваний.
Помимо Dyrk1a в формирование характерных особенностей внешности вносят вклад еще три других гена, но для выяснения их роли необходимы дополнительные исследования. Подобные исследования могут помочь в разработке эффективных методов лечения состояний, сопутствующих синдрому Дауна.
Источник: Yushi Redhead et al., Craniofacial dysmorphology in Down syndrome is caused by increased dosage of Dyrk1a and at least three other genes. Development (2023). DOI: 10.1242/dev.201077
