Details der Struktur von Chromosom 22 bieten Hinweise darauf, wie Gene bei einer genetischen Krankheit verloren gehen

Details der Struktur von Chromosom 22 bieten Hinweise darauf, wie Gene bei einer genetischen Krankheit verloren gehen
Details der Struktur von Chromosom 22 bieten Hinweise darauf, wie Gene bei einer genetischen Krankheit verloren gehen
Anonim

VERÖFFENTLICHUNG MIT EMBARGO - Bis 19:00 Uhr EST, 1. März 2000

Philadelphia, Pa. – Chromosom 22, ein Brennpunkt für menschliche Krankheiten, hat Genetikforschern des Children’s Hospital of Philadelphia, die Details der Chromosomenstruktur analysierten, einige weitere seiner Geheimnisse preisgegeben. Die Forscher konzentrierten sich auf bestimmte Stellen auf dem Chromosom mit repetitiven DNA-Sequenzen und fanden direkte Beweise dafür, dass diese Stellen instabile Bereiche sind, in denen das Chromosom anfällig für Umlagerungen ist, die zum Verlust wichtiger Gene führen.

In der März-Ausgabe von Human Molecular Genetics berichtete das Forschungsteam, dass die Bereiche der Instabilität, sogenannte Low-Copy-Repeats, mit einer relativ häufigen genetischen Störung, dem Chromosom 22q11-Deletionssyndrom, in Verbindung gebracht werden. Hunderte von Patienten werden im Children’s Hospital of Philadelphia wegen dieser Erkrankung behandelt, zu der Herzfehler, Gaumensp alten, Ernährungsprobleme, eine abnorme Thymusdrüse und Lernschwierigkeiten gehören. Die Forscher stützten sich auf eine Datenbank mit 200 Patienten sowie auf die Teilnahme des Krankenhauses am staatlich geförderten Human Genome Project, das im Dezember bekannt gab, dass Chromosom 22 das erste menschliche Chromosom war, das vollständig sequenziert wurde. Die Sequenzierung von Chromosom 22 umfasste die Auflistung der Reihenfolge von 33 Millionen DNA-Basen, die die Gene des Chromosoms umfassen (Zusätzlich zum 22q11-Deletionssyndrom sind separate genetische Anomalien auf Chromosom 22 mit bestimmten Leukämien und anderen Krebsarten, geistiger Behinderung, Schizophrenie und zahlreichen anderen Krankheiten verbunden)..

"Die Enden der Bereiche, die von Chromosom 22 gelöscht wurden, befinden sich eher dort, wo die Low-Copy-Wiederholungen existieren", sagte Beverly S. Emanuel, Ph.D., Leiterin der Humangenetik und Molekularbiologie bei The Children's Hospital of Philadelphia und leitender Autor der Abhandlung. „Wir können beginnen, den molekularen Mechanismus zu beschreiben, durch den eine Deletion in einem Chromosom stattfindet.“Zum Beispiel haben zwei Bereiche entlang des Chromosoms, die als Low-Copy-Repeats A und D bezeichnet werden, Teile mit identischen Sequenzen. Da sich jedes Chromosom mit einem identischen Chromosom paaren muss, bevor sich eine Zelle teilt, um eine Eizelle oder ein Spermium zu bilden, verbinden sich Teil A und D manchmal miteinander und lassen die dazwischen liegenden Gene weg. Das Ergebnis ist ein Chromosom, dem Gene fehlen – die Grundlage des Chromosom-22-Deletionssyndroms.

Während das Human Genome Project schnell voranschreitet, um Sequenzen aller 23 menschlichen Chromosomen zusammenzustellen - ein Ergebnis, das voraussichtlich noch in diesem Jahr bekannt gegeben wird -, wird eine Herausforderung für Wissenschaftler darin bestehen, diese enorme Menge an Informationen zu interpretieren.„Das Chromosomen-22q11-Deletionssyndrom ist repräsentativ für ein aufstrebendes Gebiet in der Genmedizin, das als genomische Krankheit bezeichnet wird“, sagte Dr. Emanuel. Genomische Krankheiten sind Störungen, die ihren Ursprung in der Struktur des Genoms haben – dem vollständigen Satz von Genen, die von einem Chromosomensatz getragen werden. Eine Gruppe von genomischen Krankheiten entsteht durch Low-Copy-Repeats, die instabile Bereiche auf ihren spezifischen Chromosomen verursachen. Das Chromosom-22q11-Deletionssyndrom tritt einmal in 4.000 Geburten auf und ist die häufigste derartige Krankheit. Andere solche Krankheiten sind das Williams-Syndrom, das auf einer Deletion auf Chromosom 7 beruht, und das Prader-Willi-Syndrom, bei dem ein Teil des Chromosoms 15 fehlt. Alle drei Syndrome umfassen Defekte in Organen, charakteristische Gesichtszüge und Lernschwierigkeiten.

"Es ist noch zu früh, um die klinischen Anwendungen unserer Forschung zu kennen", sagte Dr. Emanuel. „Wir versuchen immer noch, die molekularen Mechanismen besser zu verstehen. Vielleicht können wir schließlich Untergruppen in einer Bevölkerung vorhersagen, die mit größerer Wahrscheinlichkeit an diesem Deletionssyndrom leiden."Anstehende Untersuchungen am Kinderkrankenhaus werden Variationen der Chromosom-22q11-Deletion bei Patienten und ihren Eltern und Großeltern untersuchen.

Das Genetiklabor des Children’s Hospital of Philadelphia erhielt kürzlich eine vierjährige Verlängerung seines Bundesstipendiums für die Chromosom-22-Deletionsstudien. Die National Institutes of He alth werden in den nächsten vier Jahren 1,5 Millionen US-Dollar pro Jahr bereitstellen. "Dies stellt eine anh altende Anerkennung unserer langjährigen Arbeit am Chromosom 22 dar", sagte Dr. Emanuel.

Das Children’s Hospital of Philadelphia, das erste Kinderkrankenhaus des Landes, ist führend in der Patientenversorgung, Bildung und Forschung. Dieses multispezialisierte Krankenhaus mit 373 Betten bietet umfassende pädiatrische Dienstleistungen, einschließlich häuslicher Pflege, für Kinder von vor der Geburt bis zum Alter von 19 Jahren. Das Krankenhaus ist das zweitgrößte in den Vereinigten Staaten unter allen Kinderkrankenhäusern in Bezug auf die Gesamtforschungsförderung der National Institutes of He alth.

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