Nove spoznaje o genetskim poremećajima

Znanstvenici su sve bliže razumijevanju uzroka abnormalnog broja kromosoma - stanja poznatog kao aneuploidija, koje je odgovorno za najčešće genetske poremećaje ljudi i jedno je od vodećih uzroka pobačaja.

Kako bi utvrdili što polazi krivo u slučajevima aneuploidije, znanstvenici iz istraživačkog centra Lawrence Berkeley National Laboratory i Sveučilišta u Tenneseeju iz SAD-a svoja su istraživanja obavljali na miševima. Otkrili su da, ako majčina jajna stanica ima mutaciju u samo jednoj kopiji gena, nazvanog Bub1, vjerojatnije je da će manji broj njezinih potomaka preživjeti do poroda.

Uobičajeno je da obje kopije gena u kromosomu moraju nositi istu mutaciju kako bi došlo do štetnog utjecaja na organizam. "No otkrili smo da mutacija samo jedne kopije gena Bub1 može imati štetan utjecaj", izjavio je Francesco Marchetti, jedan od autora studije.

Važnost ovog otkrića naglašena je činjenicom da su mutacije u obje kopije gena rijetkost kod ljudi, a česta je mutacija samo jedne kopije. Uobičajeno je da u tom slučaju zdravi gen nadvlada djelovanje mutiranog gena, no to se u miševa ne događa s genom Bub1. "To znači da samo jedan mutirani gen Bub1 može biti značajna predispozicija za prenošenje abnormalnog broja kromosoma na potomstvo", napominje Marchetti.

Znanstvenici su otkrili i da se štetne posljedice ove mutacije povećavaju s majčinom dobi. Što je ženka miševa bila starija, imala je manje potomstva. Isto vrijedi i za ljude: šansa za aneuploidiju povećava se s godinama majke. Zanimljivo je da je otkriveno da ista mutacija spermija nema učinka na zdravlje potomstva.

Istraživanje je usredotočeno na genetsku pozadinu aneuploidije, koja je uzrok mnogim genetskim poremećajima kao što su Downov sindrom, Edwardsov sindrom i Patau sindrom, kao i mnogim slučajevima pobačaja.

Posljednjih nekoliko godina, istraživači su proučavali miševe kako bi otkrili genetske uzroke aneuploidije. Isključili su mutacije na cijeloj skupini gena, uključujući i Bub1. Ovaj gen ima ulogu u kontroli formiranja osi diobenog vretena, koje je važno za pravilnu podjelu kromosoma tijekom mejoze (procesa nastanka spolnih stanica). Kad je gen Bub1 mutiran, dolazi do nepravilnog rada kontrolnog mehanizma diobe stanice te se ponekad proizvodi jajna stanica s kromosomom viška, a ponekad s kromosomom manjka.

Bub 1 je također predmet istraživanja znanstvenika Sundaresana Venkatachalama, jednog od autora studije, koji je razvio miševe heterozigotne za ovaj gen, što znači da imaju jednu normalnu i jednu mutiranu kopiju gena. Kako je to čest slučaj u znanosti, Venkatachalam je slučajno opazio da miševi heterozigotni za gen Bub1 imaju manje potomaka. Zaintrigiran, zatražio je pomoć Marchettija i drugih znanstvenika kako bi zajedno otkrili razloge ove pojave.

Tim je otkrio da, kad se mužjak s jednom "lošom" kopijom gena pari sa ženkom s normalnom kopijom gena, broj potomaka je normalan. No kada se ženka s "lošom" kopijom gena pari s mužjakom koji ima normalnu kopiju gena, rađa se manje potomaka. Daljnja istraživanja otkrila su da je uzrok tome činjenica da je aneuploidija nastala u jajnoj stanici, odakle se "prenijela" do zigote - stanice koja se formira nakon što spermij oplodi jajašce. Zbog ovoga dolazi i do gubitka embrija.

"Otkrili smo da je kod ženki jedna kopija abnormalnog gena Bub1 dovoljna za nastanak aneuploidije, te da se taj rizik povećava s godinama. Naš rad možda pomogne u pojašnjavanju načina na koji se aneuploidija događa kod ljudi, a možda uspijemo odgovoriti i na pitanje zašto rizik za aneuploidiju raste s godinama", zaključuje Marchetti.

Studije je objavljena 13. lipnja 2009. u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences.

Suradnica: Kristina Duvnjak, prof. biologije