SHROOM4分子被認(rèn)為在細(xì)胞骨架的修飾和早期神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，近日，一篇發(fā)表在國(guó)際雜志Journal of Medical Genetics上題為“X-linked variations inSHROOM4are implicated in congenital anomalies of the urinary tract and the anorectal, cardiovascular and central nervous systems”的研究報(bào)告中，來(lái)自波恩大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究識(shí)別出了一種在人類胚胎發(fā)育過(guò)程中扮演重要角色的特殊基因，如果其發(fā)生改變的話就會(huì)導(dǎo)致多種器官系統(tǒng)發(fā)生畸形；該基因在進(jìn)化過(guò)程中很早就出現(xiàn)了，比如其就存在于斑馬魚(yú)機(jī)體中，并會(huì)在其中發(fā)揮著類似的功能。

當(dāng)研究人員對(duì)兩例患有先天性畸形的個(gè)體（一名男性和其侄女）進(jìn)行研究時(shí)追蹤到了該基因，這兩名患者都存在畸形的腎臟、尿道和食道，其中男子還出現(xiàn)了畸形的右臂和心臟；當(dāng)研究人員分析其家庭成員的遺傳組成時(shí)發(fā)現(xiàn)了一種異常情況，即相比健康人群而言，受影響的個(gè)體機(jī)體中SHROOM4基因會(huì)發(fā)生改變。該基因在另一種背景下被研究人員所熟悉，即其在大腦功能中扮演著關(guān)鍵的角色，SHROOM4突變會(huì)導(dǎo)致機(jī)體智力障礙、癲癇發(fā)作和行為異常等，本文研究結(jié)果表明，該基因在機(jī)體胚胎器官發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著更為廣泛的作用。

于是研究人員在國(guó)際上尋找同樣發(fā)現(xiàn)SHROOM4基因異常的其它案例，于是他們成功了，研究人員聯(lián)合研究又發(fā)現(xiàn)了來(lái)自三個(gè)家庭中受影響的四名患者，這些患者機(jī)體中的SHROOM4基因都會(huì)發(fā)生改變，但其改變的方式不盡相同。然而，這或許并不一定能闡明是否SHROOM4突變實(shí)際上是造成畸形發(fā)生的原因，但斑馬魚(yú)擁有非常相似的基因，其能作為當(dāng)前很多遺傳性研究的模式生物，而且并不僅僅因?yàn)槠浜苋菀滓赃m合物種的方式進(jìn)行飼養(yǎng)，而且其能夠快速繁殖；斑馬魚(yú)幼蟲(chóng)的皮膚幾乎是透明的，這或許就能讓研究人員在光學(xué)顯微鏡下觀察動(dòng)物機(jī)體胚胎發(fā)育的過(guò)程。

識(shí)別出在胚胎發(fā)育過(guò)程中扮演重要角色的特殊基因。

圖片來(lái)源：Journal of Medical Genetics (2022). DOI:10.1136/jmg-2022-108738

研究人員幾乎完全滅火了斑馬魚(yú)幼蟲(chóng)機(jī)體的SHROOM4基因，隨后這些動(dòng)物表現(xiàn)出了與患者機(jī)體出現(xiàn)的相類似的畸形癥狀，另一方面，如果SHROOM4基因被關(guān)閉的幼蟲(chóng)機(jī)體中注射了完整的人類遺傳物質(zhì)，其發(fā)育幾乎就是正常的，這或許就表明，其絕對(duì)需要一種SHROOM4來(lái)進(jìn)行健康的發(fā)育，其次，人類基因仍然能夠接管斑馬魚(yú)體內(nèi)基因的功能。目前研究人員想通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)到底是基因的哪一部分在胚胎發(fā)育過(guò)程中扮演著重要角色，他們假設(shè)其需要用于細(xì)胞中非?；镜倪^(guò)程，否則就很難解釋為何相同基因的改變會(huì)導(dǎo)致如此多的癥狀。

我們都知道，一只小鼠、一只狗和人類都是從受精卵發(fā)育而來(lái)的，但我們?nèi)匀徊](méi)有完全理解這一過(guò)程，這是因?yàn)槁鸭?xì)胞擁有能形成生物體任何類型組織的能力，無(wú)論是骨骼、皮膚、肌肉或者大腦等，其子代細(xì)胞在遺傳上相同的，所以從原則上來(lái)講其應(yīng)該能夠做到這一點(diǎn)，但在非常早期的階段，這些細(xì)胞中的特定程序會(huì)被激活并不可逆地決定其發(fā)育的命運(yùn)。這個(gè)過(guò)程必須被協(xié)調(diào)到最精細(xì)的細(xì)節(jié)，因?yàn)橹挥羞@樣研究者才能確保眼睛在面部適當(dāng)?shù)奈恢眯纬桑渌浅＝咏募?xì)胞則會(huì)分化成鼻軟骨，這就好像是樂(lè)高宇宙飛船的自我組裝，其只是無(wú)限復(fù)雜，本文研究只是這幅圖畫中的一小塊馬賽克，其在很大程度上仍然是不完整的。

綜上，本文研究結(jié)果表明，研究人員在出現(xiàn)泌尿道、肛腸、心血管和中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到先天性異常影響的個(gè)體中識(shí)別出了單核苷酸多態(tài)性（SNVs）和拷貝數(shù)變異（CNVs），同時(shí)對(duì)胚胎小鼠和斑馬魚(yú)進(jìn)行研究表明，SHROOM4基因或許能作為機(jī)體不通氣管系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵的發(fā)育基因。（生物谷Bioon.com）

原始出處:

Caroline M Kolvenbach，Tim Felger，Luca Schierbaum, et al. X-linked variations inSHROOM4are implicated in congenital anomalies of the urinary tract and the anorectal, cardiovascular and central nervous systems, Journal of Medical Genetics (2022). DOI:10.1136/jmg-2022-108738