Международная группа исследователей выявила ключевой генетический механизм, регулирующий формирование и миграцию клеток черепного нервного гребня, которые необходимы для развития структур лица.

Это открытие, опубликованное в Американском журнале генетики человека , расширяет наше понимание роли конкретных генов на критическом этапе эмбрионального развития и прокладывает путь к более глубокому пониманию генетических причин некоторых врожденных заболеваний.

Это исследование показало, как ген ZIC2 в сотрудничестве с комплексом ARID1A-BAF играет решающую роль в процессе, известном как эпителиально-мезенхимальный переход (EMT). Этот процесс позволяет клеткам менять форму и мигрировать в места назначения внутри эмбриона для формирования органов и тканей, включая структуры лица.

Исследование проводилось под совместным руководством Элоизы Эрреры, заведующей лабораторией генерации и регенерации двусторонних нейронных цепей в Институте нейронаук (IN), совместном центре Испанского национального исследовательского совета (CSIC) и Университета Мигеля Эрнандеса (UMH) в Эльче, и Марко Триццино, чья лаборатория в Имперском колледже Лондона специализируется на изучении стволовых клеток человека .

Международное сотрудничество
Команда провела эксперименты с использованием стволовых клеток, полученных от пациентов с синдромом Коффина-Сириса (CSS), редким генетическим заболеванием, вызванным недостаточной функцией гена. CSS характеризуется аномалиями в различных частях тела, включая дефекты конечностей, умственную отсталость и черепно-лицевые пороки развития.

Эти клетки использовались для изучения того, как генетические изменения в ARID1A влияют на генетические программы ЭПТ и функцию гена ZIC2. Анализы использовали передовые методы, такие как РНК-секвенирование и ChIP-секвенирование, которые позволили идентифицировать гены, регулируемые этой молекулярной осью.

Кроме того, команда использовала модели животных, включая мышей и куриные эмбрионы, чтобы наблюдать in vivo, как ZIC2 регулирует миграцию клеток нервного гребня, и исследовать дефекты, связанные с потерей ARID1A во время краниофациального развития. «Так мы обнаружили, что ZIC2 экспрессируется в премиграционных клетках нервного гребня, непосредственно перед тем, как они начинают миграцию», — отмечает Эррера.

Результаты этого исследования показывают, что ARID1A регулирует важную генетическую программу для ЭМП, а ZIC2 идентифицирован как один из самых важных генов в этом процессе. Если ARID1A не функционирует должным образом, ZIC2 не может занимать геномные места, необходимые для активации генов, связанных с ЭМП, нарушая миграцию нервного гребня, запуская аберрантные клеточные траектории и приводя к краниофациальным дефектам.

Это исследование проливает свет на генетические механизмы, лежащие в основе краниофациального развития, и дает ценную информацию для разработки целевых методов лечения. «Понимание того, как взаимодействуют ZIC2 и ARID1A во время развития, дает нам ключевой инструмент для изучения потенциальных методов лечения врожденных генетических заболеваний», — заключает Эррера.