Международная группа исследователей определила два новых гена, связанных с наследственными заболеваниями почек.
В общей сложности команда изучила 850 белков, которые могут быть вовлечены в 3 генетических заболевания ресничек: нефронофтиз, синдром Жубера и синдром Меккеля-Грубера. Они составили карту, как эти белки взаимодействуют, чтобы предсказать, какие из них играют решающую роль в заболеваниях, что привело к открытию двойных генов.
Цилиарные заболевания вызваны генетическими дефектами части клетки, называемой ресничкой. Реснички имеют решающее значение, поскольку они участвуют в сигнальных путях клеток во время развития клеток в разных частях тела. Реснички – это выступы клеток, которые выполняют разные функции: например, реснички в дыхательных путях заботятся о транспортировке слизи, тогда как реснички в почках ощущают отток мочи. Неправильное развитие ресничек может привести к различным заболеваниям.
Однако наши знания о составе ресничек, проводке, динамике и связанных с ними сигнальных путях соответствующих молекулярных строительных блоков и связанных белковых сетей остаются очень ограниченными.
В статье в журнале Cell команда объясняет, как они проводили свое исследование семьи в Пакистане, в которой четверо братьев и сестер страдали синдромом Жубера: они объединили методы картирования генов с использованием карты белковой сети, тем самым идентифицировав ген TCTN2, который при неисправности приводит к возникновению состояния. Синдром возникает, когда ребенок получает ген от каждого родителя.
Синдром Жубера влияет на функционирование мозга и приводит к интеллектуальному дефициту, проблемам с движением и координацией, а также к другим симптомам, таким как проблемы с почками и глазами. Сообщается, что этим синдромом страдает примерно 1 ребенок из 100 000, хотя ученые считают, что эта цифра может быть далека от истины, поскольку болезнь может поражать гораздо больше детей во всем мире.
На данный момент 10 генов связаны с синдромом Жубера. Один из авторов исследования из Канадского центра наркологии и психического здоровья (CAMH) ранее обнаружил ген CC2D2A, на который приходится около 9% случаев синдрома Жубера.
"Дефект в любом аспекте этого молекулярного пути может иметь очень похожие эффекты на клиническом уровне," комментарии Dr. Джон Винсент.
Другой ген цилиопатии, идентифицированный в этом исследовании – Atxn10 – приводит к состоянию, называемому нефронофтизом, которое также связано с проблемами почек и глаз.
Это исследование продвигает исследования генов за счет новаторского сетевого подхода. Некоторые исследователи работали над картированием сети потенциальных белков, связанных с цилиопатиями, которые взаимодействуют по общим путям, в качестве подхода к идентификации генов болезни. Другой автор исследования, Рэйчел Джайлз из Университетского медицинского центра (UMC) в Утрехте в Нидерландах, комментирует этот новый способ изучения сетей белков и то, как он может привести к будущим открытиям генов болезней:
"Это новый язык для поиска генов. Стандартные методы поиска генов при редких генетических заболеваниях в небольших семьях часто оказываются бесплодными. Наш метод, сочетающий системную биологию и биохимию, в этом случае преуспел. Он предлагает семьям с «сиротскими заболеваниями», а их врачи помогают диагностировать и понять естественное течение болезни. Более того, этот метод также можно использовать для поиска генов более распространенных заболеваний, таких как диабет или ожирение."
Целью проекта SYSCILIA является определение молекулярных механизмов, характеризующих функцию ресничек, и дискретных нарушений, связанных с дисфункцией, вызванной мутациями в наследственных цилиопатиях, с применением подхода системной биологии. Консорциум проекта, состоящий из исследователей из 16 исследовательских институтов из Франции, Германии, Ирландии, Италии, Нидерландов, Великобритании и США, направлен на создание всеобъемлющего потока содержательных количественных данных для системного анализа функции ресничек.
С момента запуска в июне 2010 года проект SYSCILIA уже дал значительные результаты. В декабре прошлого года ученые, изучающие собак, обнаружили новый ген, запускающий первичный цилиарный дискинез (ПЦД), редкое генетическое респираторное заболевание, обнаруживаемое как у людей, так и у собак.
Проект SYSCILIA продлится до 2015 года.