Генетическая основа WAGR синдрома


16.03.2017 1119 5.0 0

 WAGR синдром возникает из-за отсутсвия части генетического материала расположенного на  коротком плече 11 хромосомы. Удаление части генетического материала называют делецией. Делеция приводит к поражению тех функций, которые  должны были выполняться утраченными генами. 

Все гены, за исключением  некоторых, которые расположены в половых хромосомах представлены в двойном экземпляре . Одну порцию генов каждый человек получает от матери, вторую идентичную  от отца. Те в свою очередь получили свои пары генов от своих родителей. Генетический материал передается от родителей через половые клетки. Половые клетки (яйцеклетка или сперматозоид) это единственные клетки в организме, которые несут только одну копию генетического материала. Перед тем как генетический материал попадает в половую клетку, между двумя копиями генов идет перетасовка генов и в каждый родитель помещает в половую клетку генетический материал который представляет собой микст от того материала который он в свою очередь получил от своих родителей.  Новая жизнь их тоже будет тасовать перед тем как поместить в половую клетку для создания следующего поколения. Этот процесс называется кроссинговер. Он происходит между  гомологичными участками хромосом, в процессе формирования половых клеток. В процессе кроссинговера гены могут создавать новые комбинации. Такое смешивание обеспечивает разнообразие новых поколений.  Для чего это нужно? Это нужно для того, чтобы обеспечить изменчивость поколения, в противном случае мы бы передавали нашим детям точные копии хромосом полученными от одного из наших родителей, изменчивость поколений  была бы крайне ограничена, что сделало бы биологическую эволюцию на Земле крайне затруднительной, а следовательно и уменьшило бы шансы на выживание. В момент когда проходят такие процессы может оторваться кусочек хромосомы и получиться “делеция”.   Делеция это вид мутации. Если возникла впервые, то такая мутация называется мутацией de novo ( самая первая, начальная). Кроме мутаций, которые впервые возникли в организме, существуют мутации, которые передались по наследству.  Мутация de novo может быть передана следующим поколениям, тогда она уже не будет называться мутацией de novo.  

При WAGR синдроме часть генетического кода удалена и генетического материала не хватает. 

В природе существуют обратные состояния, когда заболевание проявляется из-за лишней копии генетического материала. 
Проявление WAGR синдрома зависит от того какие именно гены выключены в результате делеции. Всегда выпадают соседние гены. При WAGR всегда выпадают PAX6 ген  и WT1 ген, что ведет к типичному проявлению заболевания.  Точечные мутации гена PAX6 ведут к аниридии, а мутации WT1 ведут к возникновению опухоли Вильмса. При WAGR  нет мутации этих генов - отсутствуют сами гены. 
У людей с  WAGRO ( добавилась буква О - obesity)   синдромом есть поражение гена BDNF. Этот ген экспрессируется в головном мозгу и важен в жизни нейронов. Протеин, который продуцируется под влиянием этого гена, скорее всего участвует в регуляции насыщения, жажды и массы тела. Потеря BDNF скорее всего связана с ожирением, которое начинается в детском возрасте у детей с WAGRO  синдромом. Пациенты с WAGRO  имеют больший риск неврологических проблем таких как снижение интеллекта, аутизм. Не  изучено до конца, связан ли этот риск именно с потерей гена BDNF

Про гены, которые выключились при WAGR синдроме мы кое что знаем: 


WT1 
WT1 - ген (Wilms tumor gene), который секретирует протеин, необходимый  для нормального развития почек и гонад ( яичников у женщин и яичек у мужчин). В этих тканях протеин играет роль в дифференциации клеток и апоптоза. Для проведения всех этих функция WT1 регулирует активность других генов путем связывания регионов ДНК. 
Ген WT1 необходим для подавления опухоли Вильмса.  Встречается вариант названия гена Wilm's tumour tumor suppressor gene1 ( ген подавляющий развития опухоли Вильмса). Его мутация или отсутствие ведет к увеличенному риску развития опухоли. Именно из-за вероятности вовлечения этого гена в WAGR синдром необходим перманентный контроль за состоянием почек. 


PAX6
PAX6 относится к семейству генов, которые играют критическую роль в развитии органов и тканей во время эмбрионального развития. Члены семейства PAX  важны для нормального функционирования разных клеток организма после рождения. Гены семейства PAX участвуют в синтезе протеинов, которые связывают специфические участки ДНК и так контролируют активность других генов. Из-за такого свойства, PAX протеины называют факторами транскрипции (transcription factors)
В период эмбрионального развития, PAX 6 белок активирует гены вовлеченные в развитие  глаз, мозга, спинного мозга и поджелудочной железы. PAX 6 участвует в развитии нервных клеток ольфакторного тракта, которые отвечают за обоняние. В настоящее время функция PAX 6  во время внутриутробного развития скорее всего не изучена до конца и со временем мы получаем новые факты. После рождения PAX6 протеин регулирует множество генов в глазу. 
Недостаточность функции гена PAX 6 ведет к тому, что проблемы с глазами возникают после рождения. 


BDNF 
BDNF ген кодирует белок, который обнаруживается в головном мозге  и в спинном мозге. Этот ген играет роль в росте, созревании нервных клеток. BDNF белок активен в синапсах головного мозга. Синапсы могут изменяться и адаптироваться в ответ на опыт. BDNF белок помогает регулировать изменчивость синапсов , что очень важно для процессов обучения и памяти.
BDNF протеин найден в регионах головного мозга, которые отвечают за сытость, жажду и вес тела. Скорее всего этот белок вносит вклад в эти процессы.
Экспрессия этого гена снижена при болезнях  Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона, этот ген может играть роль в ответах на стресс и в болезнях расстройства настроения. Ген BDNF привлекает внимания многих исследователей. Существуют работы, которые изучают активность белка BDNF в головном мозгу в зависимости от физических упражнений, диеты, умственного напряжения и других состояний. Активность данного белка связывают с ментальной деятельностью и психическими состояниями, проводятся попытки влиять на его уровень. 
Я буду благодарен за указание мне о новой информации по этому вопросу. Пишите все в комментариях.

Примечание: 
Слова протеин и белок являются синонимами


Теги:BDNF, WT1, аниридия, WAGR, WAGRO, PAX6

Читайте также:
Комментарии
avatar