顱面部出生缺陷，包括唇裂和腭裂，是最常見的人類先天性畸形之一?，F(xiàn)在，F(xiàn)MI 研究人員已經(jīng)確定了一個包含多個調(diào)控元件的 DNA 區(qū)域，這些調(diào)控元件與遠距離染色體鄰域的基因相互作用，確保特定的面部結(jié)構(gòu)在正確的位置發(fā)育。這些發(fā)現(xiàn)可能為正常頭部發(fā)育和顱面出生缺陷提供新的見解。
顱面畸形的發(fā)生是由于神經(jīng)嵴細胞的缺陷，神經(jīng)嵴細胞產(chǎn)生了面部和顱骨。Filippo Rijli 領導的研究人員在小鼠神經(jīng)嵴細胞中發(fā)現(xiàn)了 2,232 個“超級增強子”——控制基因表達方式的 DNA 區(qū)域簇。這些超級增強子中有超過 145 個針對參與建立神經(jīng)嵴細胞“位置”身份的基因，這與細胞在面部發(fā)育時的位置有關。因此，這些超級增強子及其目標基因的活動可確保在正確的位置構(gòu)建正確的面部結(jié)構(gòu)。
在一組特定的神經(jīng)嵴細胞中，該團隊確定了一段包含多個超級增強子的 DNA，并分為兩個區(qū)域，研究人員將其稱為 HIRE1 和 HIRE2。兩者都位于相同的拓撲關聯(lián)域 (TAD) 中。TAD 是染色體鄰域，其中 DNA 序列比其他 TAD 中的序列更可能相互作用。但 Rijli 的團隊發(fā)現(xiàn) HIRE1 和 HIRE2 與位于遠處 TAD 中的兩個基因 Hoxa2 和 Hoxa3 相互作用。這些基因是形成某些耳朵和頸部結(jié)構(gòu)所必需的。
刪除 HIRE2 會降低 Hoxa2 的水平，導致小耳癥——一種外耳發(fā)育不全的先天性面部畸形。相反，HIRE1 缺失導致嚴重的外耳和中耳異常以及與 Hoxa2 和 Hoxa3 表達缺失相關的頸部結(jié)構(gòu)缺陷。
研究人員說 ，發(fā)表在《自然通訊》上的研究結(jié)果表明，調(diào)節(jié)區(qū)域中的突變“建立橋梁”以接觸遠處染色體鄰域中的目標基因，可能導致與特定基因無關的顱面先天缺陷。
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