Talbot помогает идентифицировать мышечный ген, который при изменении вызывает заболевание суставов

Джаред Талбот является частью международной исследовательской группы, состоящей из 32 человек, которая идентифицировала ген, который при изменении может вызывать искривление пальцев рук и ног, косолапость, сколиоз и низкий рост.

Команда обнаружила, что частичная потеря гена, кодирующего белок MYLPF (легкая цепь миозина, фосфорилируемые, быстрые скелетные мышцы ), приводит к заболеванию, называемому дистальным артрогрипозом (DA), которое присутствует при рождении.

23 июля Американском журнале генетики человека ( AJHG ) была опубликована статья группы «Мутации в MYLPF вызывают новую сегментарную амиоплазию, которая проявляется как дистальный артрогрипоз», в которой подробно описаны результаты. В мае bioRxiv – бесплатная онлайн-служба и служба распространения – также разместила препринт этой статьи.

Талбот, доцент Школы биологии и экологии Университета штата Мэн, является вторым автором исследования. Он внес свой вклад наравне с Джессикой Чонг, первым автором и доцентом кафедры генетики человека в Вашингтонском университете.

Это открытие имеет несколько интересных последствий.

«Прежде чем можно будет эффективно лечить болезнь, необходимо понять ее причину», – говорит Талбот. «Прямо сейчас DA лечат хирургическим путем, который часто приходится повторять несколько раз в течение всей жизни. Лучшее понимание болезни поможет нам найти более длительные и менее инвазивные способы ее лечения».

В более широком смысле, этот прорыв добавляет ученым знания о том, как формирование пренатальных мышц влияет на здоровье на протяжении всей жизни, говорит он.

Чонг начал этот проект, работая с доктором Майклом Дж. Бамшадом в отделении генетической медицины Вашингтонского университета. Они определили первоначальные случаи и возглавили международную команду, которая на данный момент выявила мутации MYLPF у 19 человек с DA в восьми семьях.

Их результаты также могут дать представление об артрогрипозе, который встречается примерно у 1 из 3000 родов. Артрогрипозы – это большая группа состояний, характеризующихся множественными контрактурами суставов при рождении, в том числе в плечах, бедрах и коленях. Наиболее распространенным типом артрогрипоза является амиоплазия, при которой происходит потеря мышечной массы.

«Мы надеемся, что наши открытия могут помочь пролить свет на потенциальные генетические причины амиоплазии, потому что на сегодняшний день этиология большинства случаев амиоплазии остается неизвестной», – говорит Чонг.

Чонг и Бамшад также узнали о человеке с DA, у которого не было мышц на одной из ступней, что указывает на большее сходство, чем считалось ранее, между DA и амиоплазией.

Бамшад и Чонг связались с Талботом, который изучает тот же ген у эмбрионов рыбок данио .

Рыбки данио имеют схожую с людьми генетическую структуру. У них 70% общих генов с людьми, и 84% генов, которые, как известно, связаны с человеческими заболеваниями, имеют аналог рыбок данио . Развитие мускулов у рыбок данио также отражает развитие людей и их эмбрионов, которые быстро растут и прозрачны.

Нарушение функции гена mylpf также влияет на конечности рыбок данио, вызывая паралич плавников. Предоставлено: Американский журнал генетики человека .
Талбот исследовал, как потеря функции этого гена влияет на развитие мышц, чтобы понять, «почему» человеческие открытия. Он начал работать над MYLPF, будучи постдоком в лаборатории доктора Шэрон Амахер в Университете штата Огайо.

Там он был наставником Эмили Титс, которая изучала функцию MYLPF в рамках своей дипломной работы с отличием. Они сгенерировали мутации, которые удаляют один из двух генов MYLPF рыбок данио, называемых mylpfa, и обнаружили, что этот ген необходим для нормальной структуры и функционирования мышц.

Прошлой осенью Талбот начал исследования в UMaine, где он использует рыбок данио для изучения формирования мышц и моделирования этого мышечного заболевания человека.

«Белок MYLPF действует в мышцах. Мы думаем, что искривленные суставы DA возникают из-за снижения мышечной функции, когда эти суставы формируются в утробе матери», – говорит он.

«Мы не можем изучать мышечную силу людей до их рождения, но мы можем изучать рыбок данио на раннем этапе их развития и использовать этих рыб для моделирования того, что происходит у людей».

Талбот обнаружил, что у рыбок данио с отключенной mylpfa был полный паралич грудного плавника и общая мышечная сила снижалась.

Кроме того, он и Титс обнаружили, что мышцы у рыбок данио в конечном итоге дегенерировали. Это, по его словам, предполагает, что некоторая потеря мышечной массы, которую испытывают люди с ДА, может быть вызвана внутриутробной дегенерацией.

Талбот использовал белковые модели, чтобы понять, почему некоторые из специфических мутаций, обнаруженных у людей, имеют доминантное наследование (когда одна копия мутации может вызывать болезнь), а другие мутации имеют рецессивное наследование (где две копии должны быть мутированы, чтобы болезнь возникла).

Он обнаружил, что доминантные мутации вызваны изменениями в частях белка, которые напрямую контактируют с другим белком, называемым миозином, который является моторным белком, сокращающим мышцы.

И, работая с Дэвидом Уоршоу из Университета Вермонта, они показали, что функция миозина снижена в модели DA у рыбок данио.

В совокупности эти данные, полученные у рыб и человека, показывают, что мутации MYLPF вызывают заболевание, DA, и предлагают понимание того, как и почему это заболевание возникает до рождения.

«Я исследовал несколько моделей болезней, но это был первый раз, когда я смог предложить идеи для модельного организма, в то же время, когда функция гена была связана с состоянием человека», – говорит Талбот.

«Наше фундаментальное научное исследование прекрасно сочетается с клиническими результатами, чтобы рассказать одну связную историю, которую обогатили все участники».

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector