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德国波恩大学医学院领导的一项研究发现了一个在人类胚胎发育中起重要作用的基因。如果它发生改变，就会导致各种器官系统的畸形。这个基因在进化早期就出现了。它也存在于斑马鱼体内，并发挥类似的作用。
德国波恩大学医学院领导的一项研究发现了一个在人类胚胎发育中起重要作用的基因。如果它发生改变，就会导致各种器官系统的畸形。这个基因在进化早期就出现了。它也存在于斑马鱼体内，并发挥类似的作用。这项研究结果于近日发表在《Journal of Medical Genetics》上。
研究人员在研究两名有先天性畸形的个体时追踪到这种基因。波恩大学的Gabriel Dworschak博士解释说：“那是一名男子和他的侄女。两个人的肾脏、泌尿道和食道都存在畸形，该男子的右臂和心脏也有畸形。”
于是，研究团队分析了这些家庭成员的基因组成。他们发现了一处异常：与健康的个体相比，患病个体的SHROOM4基因发生了改变。
SHROOM4基因对研究人员来说并不陌生，它在大脑功能中发挥着关键作用，其突变会导致智力障碍、癫痫发作和行为异常。“我们的研究结果表明，它可能在胚胎器官发育中发挥更广泛的作用，”Dworschak解释道。
波恩的研究团队开始在国际范围内寻找 SHROOM4 基因异常的其他病例。“与我们的合作伙伴一起，我们又从三个家庭中找到了另外四个受影响的个体，”资深作者Heiko Reutter教授说。“他们所有人的SHROOM4基因都发生了改变，但改变的方式不尽相同。”
然而，这仍无法说明SHROOM4变异是否真的导致畸形。不过，斑马鱼也有非常相似的基因。在如今的许多遗传学研究中，它都作为一种模式生物——不仅仅是因为它容易饲养，繁殖速度快，而且幼虫的皮肤几乎是透明的，这便于人们在光学显微镜下观察动物的胚胎发育。
波恩大学医学院的Caroline Kolvenbach博士强调说：“在大学医院，我们有一个优势，那就是神经解剖学研究所Benjamin Odermatt教授领导的研究小组对斑马鱼开展了大量的研究。这种专业知识在我们的研究中派上了大用场。”
研究人员几乎完全灭活了斑马鱼幼虫体内的SHROOM4。随后，这些动物出现了与患者相似的畸形。另一方面，如果SHROOM4失活的幼虫被注入完整的人类遗传物质，它们的发育则几乎恢复正常。“这首先表明，斑马鱼的健康发育需要一个有功能的 SHROOM4；其次，人类基因可以替代鱼类基因的功能，”Dworschak谈道。
现在，研究团队想要了解该基因在胚胎发育过程中扮演了什么角色。“我们认为它是细胞中的基本过程所必需的，”Dworschak谈道。“否则很难解释为什么单个基因的变异会导致如此多的症状。”
小鼠或人类是如何从受精卵发育而来的，至今仍不完全清楚。受精卵能够在生物体中形成任何类型的组织，包括骨骼、皮肤、肌肉和大脑。它的子细胞在理论上也具有全能性，但在早期的阶段，细胞中的某些程序被激活，不可逆转地决定了它们的发育命运。
这个过程必须非常精细地协调，才能保证眼睛在面部的适当位置形成，而其他靠得很近的细胞则分化成鼻软骨。然而，令人惊讶的是，并没有指挥在挥舞指挥棒。Dworschak说：“我们的研究只是这副拼图中的一小块，而拼图在很大程度上仍是不完整的。”
原文检索
X-linked variations in SHROOM4 are implicated in congenital anomalies of the urinary tract and the anorectal, cardiovascular and central nervous systems
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