Unsplash

Как пишет издание «Машины и Механизмы», генетические мутации, которые возникают сами по себе на самых ранних стадиях эмбрионального развития, могут быть причиной возникновения тяжелого врожденного дефекта – расщепления позвоночника, также известного как spina bifida.

Исследователям из Университетского колледжа Лондона впервые удалось показать, что так называемая мозаичная мутация, то есть не унаследованная от одного из родителей, а возникающая случайно в ходе клеточного деления в развивающемся эмбрионе, является причиной формирования расщелины позвоночника. В частности они обнаружили, что если всего в 16% клеток развивающегося спинного мозга у эмбрионов мышей будет присутствовать мутация гена Vangl2, который отвечает за формирование тканей спинного мозга, этого будет достаточно для развития spina bifida.  

Расщепление позвоночника – один из группы врожденных дефектов нервной трубки, которые поражают головной или спинной мозг. Эти дефекты возникают на самых ранних стадиях беременности, зачастую еще до того, как женщина узнает о своем положении. Во всем мире существует лишь несколько центров, которые благодаря развитию технологий могут проводить операции у развивающегося плода еще в утробе матери, чтобы снизить неврологические последствия этого заболевания. При этом известно, что некоторые дефекты нервной трубки можно предотвратить приемом фолиевой кислоты до и во время беременности. Правда, исследователи отмечают, что до конца неясно, почему возникают мозаичные мутации, могут ли на это влиять факторы окружающей среды и действительно ли существует прямая связь между заболеваниями и приемом (или не приемом) фолиевой кислоты.      

У пациентов с расщеплением позвоночника был выявлен ряд генетических мутаций, но в большинстве случаев было неясно, были ли они причиной развития заболевания. В ходе нынешнего исследования специалисты «вызвали» у мышиных эмбрионов определенную мутацию, которая дезактивирует ген Vangl2 – этот ген является частью сигнального пути, с помощью которого клетки понимают, где и как они должны сформировать ткань. У людей с дефектами нервной трубки присутствуют мутации в этом сигнальном пути, а недавние исследования обнаружили мозаичные мутации этого гена у 15% человеческих эмбрионов с spina bifida.   

Исследователи запустили мутацию в гене Vangl2 в небольшом количестве клеток, которые формировали спинной мозг у мышей, после чего подсчитали долю клеток-мутантов у особей с нормально сформировавшимся позвоночником  и тех, у кого развилось расщепление позвоночника. В результате оказалось, что было достаточно всего 16% клеток с мутациями для возникновения врожденного дефекта.       

По мнению авторов исследования, сделанное открытие говорит о том, что клеточные сигнальные системы поразительно уязвимы для ненаследуемых мозаичных мутаций. Каждая клетка-мутант не дает соседней клетке правильно функционировать для формирования нормального позвоночника, а поскольку у каждой клетки в среднем есть 6 клеток-соседей, это существенно усиливает влияние каждой клетки-мутанта.