معلومة

من قارن علم الأحياء النمائي بعلم البلورات؟

من قارن علم الأحياء النمائي بعلم البلورات؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أحتاج إلى معرفة اسم عالم أحياء من القرن التاسع عشر قارن علم الأحياء التطوري بعلم البلورات. كانت فكرته أن البلورات تتشكل من "خلايا" (وحدات جزيئية محددة) تترابط معًا لتشكل مصفوفات. في الكائنات الحية ، ترتبط الخلايا ببعضها البعض ولكن القواعد التي تشكل الهياكل تتغير مع نمو الكائن الحي ، وخاصة في الحيوانات ، وهذا هو سبب وجود أعضاء مختلفة لدينا. في كلتا الحالتين لديك وحدات تتحد دون توجيه ولكن وفقًا لقواعد لتشكيل الهياكل. أتذكر أنني اكتشفت عن عالم الأحياء هذا من فيلم وثائقي أظهر أيضًا رسومًا توضيحية من الكتاب الذي كتبه حول هذا الموضوع. لا يمكنني العثور على اسمه أو اسم كتابه باستخدام بحث الويب لأنه غامض للغاية ولن يعمل هذا إلا مع المصطلحات الصحيحة. هل يعرف أي شخص أي شيء عن هذا؟


ترتبط فكرة مقارنة الخلايا البيولوجية بالبلور في الغالب بفيزيولوجي ألماني ثيودور شوان (1810-1882):

يرتبط عمله "أبحاث ميكروسكوبية حول المطابقة في البنية والنمو بين الحيوانات والنباتات ، 1839" بهذه الفكرة.

كان يعتقد أن الخلايا الجديدة تتشكل بشكل أساسي خارج الخلايا الموجودة مسبقًا ، وأراد رسم تشبيهًا بتشكيل البلورات.

مصدر آخر:

الخلية هي وحدة التركيب وعلم وظائف الأعضاء والتنظيم في الكائنات الحية. تحتفظ الخلية بوجود مزدوج ككيان متميز ولبنة بناء في بناء الكائنات الحية. تتشكل الخلايا عن طريق تكوين الخلايا الحرة ، على غرار تشكيل بلورات (جيل تلقائي).

(العلماء الآخرون المرتبطون هم شلايدن ، فيرشو ، مولر).


علم الأحياء الحسابي

علم الأحياء الحسابي يتضمن تطوير وتطبيق الأساليب التحليلية والنظرية للبيانات والنمذجة الرياضية وتقنيات المحاكاة الحسابية لدراسة النظم البيولوجية والبيئية والسلوكية والاجتماعية. [1] تم تعريف المجال على نطاق واسع ويتضمن أسس في علم الأحياء ، والرياضيات التطبيقية ، والإحصاء ، والكيمياء الحيوية ، والكيمياء ، والفيزياء الحيوية ، والبيولوجيا الجزيئية ، وعلم الوراثة ، وعلم الجينوم ، وعلوم الكمبيوتر ، والتطور. [2]

تختلف البيولوجيا الحاسوبية عن الحوسبة البيولوجية ، وهي مجال فرعي لهندسة الكمبيوتر باستخدام الهندسة الحيوية وعلم الأحياء لبناء أجهزة الكمبيوتر.


النظر إلى الحياة بعدسة علمية

ربط مسارات النمو بقراءات الترنسكريبتوم

مقالة في الطبيعة ، المجلد. 531 ، 31 مارس 2016 ، ص 637-641 ، "الانتقال في منتصف التطور وتطور خطط جسم الحيوان" ملخص المقال: تم ربط النسخ النصية للحيوانات النامية بالتحولات في منتصف النمو ، مما يوفر تصويرًا جزيئيًا للنمو. الانتقالات. رابط إلى المقالة الأصلية: https://www.nature.com/articles/nature16994 التصنيف: مقالات علمية مثيرة للاهتمام ، وعلم الأحياء التنموي ، و hellip المزيد من ربط المسارات التنموية بقراءات النسخ

فهم تأثير phytobiome على نمو النبات وإنتاجيته

مقال في Scientific American ، أغسطس / آب 2017 ، ص 61-67 ، "بناء محصول أفضل". ملخص المقال: تم تحديد تأثير phytobiome ، مجموعة الكائنات الحية الدقيقة ، والتربة ، والمناخ ، ومسببات الأمراض النباتية التي تتفاعل مع نمو النبات ، على إنتاجية المحاصيل. تشير البيانات التي تم الحصول عليها إلى احتمالات كيفية فهم الجوانب المختلفة للنبات والهيليب. المزيد من فهم تأثير phytobiome على نمو النبات والإنتاجية

تتبع الأشجار النشوء والتطور الترابط التطوري للجينات والبروتينات

تُعرَّف شجرة الحياة حاليًا من خلال تحليل النشوء والتطور لجين الرنا الريباسي 16S ، الذي يحتوي على معلومات تطورية عميقة حول تطور الأنواع المختلفة على الأرض. على وجه التحديد ، يتم حفظها بشكل كبير عبر الأنواع ، ومع ذلك تمتلك تنوعًا كافيًا للأنواع الفردية ليتم تحديدها من خلال التسلسل التفاضلي على مستوى الجينات. وهكذا ، فإن المزيد من أشجار النشوء والتطور تتبع الترابط التطوري للجينات والبروتينات

دور تنشيط الطفرة في تقوية السرطان

مقالة في الطبيعة ، المجلد. 539 ، 10 نوفمبر 2016 ، ص. رابط المقال الأصلي: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27783593 التصنيف: السرطان ، الكيمياء الحيوية ، النمو والهيليب المزيد دور تنشيط الطفرة في تقوية السرطان

تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية لفهم نسب الخلايا السرطانية

مقالة في الطبيعة ، المجلد. 539 ، 10 نوفمبر 2016 ، ص 309 ، "وحيد الخلية RNA-seq يدعم التسلسل الهرمي التطوري في ورم الدبقيات قليلة التغصن البشري" ملخص المقال: تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية للخلايا السرطانية من ورم الدبقيات قليلة التغصُّن البشري يكشف عن مسار التطور الهرمي في السرطان ، وبالتالي الانفتاح تقنية الاستخدام في تحديد مسار التطور والنسب التي تم اجتيازها وتسلسل الحمض النووي الريبي أحادية الخلية لفهم سلالة الخلايا السرطانية

توحيد التسميات في بيولوجيا الخلية والعلوم البيولوجية

إن مجالات بيولوجيا الخلية والعلوم البيولوجية مليئة بالأسماء والاختصارات التي يصعب تذكرها والتي لا تحدد وظيفة البروتينات أو وحداتها الفرعية. على سبيل المثال ، شبكة FEAR في مجال بيولوجيا الخلية. وبالتالي ، كنت أتساءل عما إذا كان من الممكن وضع شكل من أشكال التوحيد القياسي من خلال المزيد من التوحيد القياسي للتسميات في بيولوجيا الخلية والعلوم البيولوجية

الضامة كمحددات للأنماط الشريطية في الزرد

مقالة منظور في العلوم ، المجلد. 355 ، العدد 6331 ، الصفحات من 1258 إلى 1259 ، "البلاعم ، وسطاء المسافات الطويلة" ملخص المقال: البلاعم هي خلايا مناعية تختص بالفيروسات والخلايا الأجنبية التي تغزو كائنًا متعدد الخلايا ، ولكن خصائصها وأدوارها التي لا تعد ولا تحصى في التكوين الخلوي وعلم الأحياء التنموي بدأ فقط في الفهم في كل من a & hellip المزيد من الضامة كمحدد للأنماط الشريطية في الزرد


بيان المهمة

يغطي علم الأحياء المعاصر طيفًا هائلاً ، من البحث في العمليات الخلوية الأساسية إلى التنبؤات حول تغير المناخ العالمي. لكن هذا الطيف ليس دائمًا مستمرًا: في حين أن هناك أدلة وفيرة على أن الكائنات الحية يمكن أن تتكيف مع بيئتها الطبيعية ، فغالبًا ما يكون من غير الواضح ما هي العمليات الجينية والجزيئية والتنموية الكامنة. وبالمثل ، بينما لدينا تقدير متزايد لتعقيدات الأحداث الوراثية السكانية ، غالبًا ما تكون العوامل البيئية الأساسية غير واضحة. تنبع الصعوبة الرئيسية في الإجابة على هذه الأسئلة من حقيقة أن العديد من هذه العمليات تعمل على نطاقات مكانية وزمنية مختلفة. في MPI لعلم الأحياء التطوري ، نهدف إلى سد هذه المقاييس المختلفة ، من خلال دراسة الجوانب الأساسية لبيولوجيا الميكروبات والنباتات والحيوانات في كل من المختبر وفي البيئات الطبيعية. تحقيقا لهذه الغاية ، نحن نستخدم الأساليب التي تتراوح من الكيمياء الحيوية ، وعلم الأحياء الخلوي والنمو إلى علم الوراثة التطوري والبيئي ، وعلم الجينوم الوظيفي وعلم الأحياء الحسابي.


من قارن علم الأحياء النمائي بعلم البلورات؟ - مادة الاحياء

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يجوز إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من قبل المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة والتي يعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


مركز بيولوجيا الخلية والنمو

يهدف مركز بيولوجيا الخلية والنمو إلى فهم الجزيئات والتفاعلات الجزيئية داخل الخلايا التي تبني أنظمة العضية التي تدعم الوظائف الأساسية والمتخصصة للتحكم في مصير الخلية وسلوكها. يدرس هذا المركز كيف يوجه سلوك الخلية التطور الطبيعي ، بما في ذلك تكوين الأنسجة والأعضاء والحفاظ عليها. يجمع الباحثون بين الأساليب الكيميائية الحيوية والجزيئية والخلوية والجينية والكمية للتحقيق في العمليات البيولوجية الأساسية عبر مجموعة من الكائنات الحية ، بما في ذلك الأسماك والذباب والثدييات والميكروبات والفيروسات. ويسعى هذا المركز أيضًا إلى تطبيق أبحاثه الخلوية الأساسية والبيولوجية التنموية لفهم وعلاج الأمراض التي تصيب الإنسان.

تعتبر عملية الحركة الخلوية الموجهة ذات أهمية حاسمة لصحة الإنسان ، كما لوحظ عندما تبحث الخلايا المناعية عن الأنسجة المصابة أو تغزو الخلايا السرطانية النقيلية أعضاء جديدة. حقق مختبر التشكل الخلوي والأنسجي ، بقيادة الدكتورة كلير ووترمان ، اكتشافات رائدة في التفاعلات الميكانيكية المعقدة والديناميكية بين أنظمة العضيات داخل الخلايا المطلوبة للحركة الموجهة. أثبت مختبر د. تشريح بشكل منهجي السمات الحاسمة لهذه التفاعلات.

تعتبر حركة الخلايا وداخلها أمرًا أساسيًا للحياة ، سواء في تطور الكائن الحي ، أو الدفاع ضد العدوى ، أو الإصلاح بعد الإصابة ، أو في أمراض مثل السرطان وأمراض القلب. تم تحديد الميوسين لأول مرة في العضلات الهيكلية كبروتين حركي مهم لتقلص العضلات. يتكون هذا الميوسين التقليدي (المعروف الآن باسم الميوسين الثاني) ، الذي يتبلمر في خيوط للتفاعل مع الأكتين ويولد القوة من خلال التحلل المائي لـ ATP. يرأس مختبر بيولوجيا الخلية الدكتور إدوارد كورن ، الذي كان يدرس وظيفة وتنظيم نظام الأكتوميوسين بأشكاله المتنوعة منذ أن اكتشف الميوسين الأول غير التقليدي غير الخيطي ، الميوسين الأول (الذي يحتوي على سلسلة ثقيلة واحدة فقط) ، في طفيليات التربة أحادية الخلية Acanthamoeba castellanii، منذ ما يقرب من أربعين عامًا. يجلب مختبر الدكتور كورن أدوات الكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية للتركيز على ثلاثة مجالات بحثية: دور الهيكل الخلوي للأكتين في ديكتيوستيليوم نمو الجسم المثمر ، والأساس الجزيئي لتنظيم نشاط ATPase المنشط بالأكتين في الميوسين الثاني ، وآلية ارتباط الميوسين الأول بأغشية الخلايا.

يتمثل الاهتمام البحثي الأساسي لمختبر الفسيولوجيا الخلوية ، بقيادة الدكتور لويس غرين ، في تكوين وتفكك مجمعات البروتين الطبيعي والمرضي في الخلية ، مع التركيز على دور المرافقين الجزيئي. يدرس الدكتور غرين دور المرافق الجزيئية والعوامل المرافقة لها في تكوين الحجرات الحويصلية من حفر مغطاة بالكالذرين في الغشاء الخلوي أثناء الالتقام الخلوي. لقد طبقت ثروتها من الخبرة في بيولوجيا الخلية المتمثلة في طي البروتين وتهريب الأغشية من أجل فك تشفير آليات تكوين البريون وانتشاره. ومع ذلك ، أصبح من الواضح بشكل متزايد أن العديد من الأمراض التنكسية العصبية - مثل مرض هنتنغتون ، والتصلب الجانبي الضموري (ALS) ، وغيرها من الأمراض المرتبطة بتراكم البروتين غير الطبيعي الذي بدأ من خلال الطفرات الجينية - لها عنصر يشبه البريون في انتقالها. بمجرد أن يتم طي هذه البروتينات بشكل خاطئ ، فإنها قد توفر نموذجًا لبروتينات أخرى لسوء طيها. علاوة على ذلك ، يمكن أن تنتقل هذه القوالب الخاطئة بين الخلايا. إذا كان هذا صحيحًا ، فإن مثل هذا النموذج التراكمي للانتقال التنكسي العصبي يمكن أن يفسر جزئيًا ظهور هذه الأمراض في وقت متأخر نسبيًا.

تشوه العناصر الجينية الأنانية نسبة انتقالها من خلال الفصل التفضيلي إلى البويضة أثناء الانقسام الاختزالي للإناث. يقوم مختبر ديناميكيات وتطور الكروموسوم ، بقيادة الدكتور تاكاشي أكيرا ، بالتحقيق في هذا الانتقال غير المندلي للعناصر الأنانية التي تسمى محرك الانقسام الاختزالي. محرك الانقسام الاختزالي له تأثيرات كبيرة على علم الوراثة والتطور والتكاثر ، حيث تعمل العناصر الأنانية على تشويه نسب الإرسال وترددات الأليل في المجموعات السكانية وتتلاعب بإنتاج الأمشاج. يستخدم مختبر الدكتور أكيرا نموذج بويضة الفأر للكشف عن الأساس البيولوجي للخلية والعواقب التطورية للدافع الانتصافي.

يركز البحث في مختبر علم الأحياء العصبية التنموي ، بقيادة الدكتور هربرت إم. جيلر ، على فهم الآليات التي تتحكم في نمو المحور العصبي وتحديد المسار أثناء التطور العصبي وأيضًا الآليات التي تحفز التجدد بعد إصابة الدماغ أو النخاع الشوكي. يتأثر تطور الخلايا العصبية والاستجابة العصبية للإصابة بالتفاعلات بين الخلايا العصبية ونوع الخلايا الرئيسية الثانية في الجهاز العصبي ، الدبقية. عادة ما توفر الخلايا الدبقية السائدة في الجهاز العصبي المركزي ، الخلايا النجمية ، بيئة مواتية للخلايا العصبية من خلال تعزيز الهجرة العصبية ونمو العمليات التغصنية والمحورية أثناء التطور. ومع ذلك ، بعد الإصابة ، تصبح الخلايا النجمية تفاعلية وتشكل جزءًا كبيرًا من الندبة الدبقية التي تتشكل حول موقع الإصابة وتمنع التجدد. يقوم الدكتور جيلر بتحديد الآليات الجزيئية التي تعمل في ظل هذه الظروف المختلفة. هدفه النهائي هو تعزيز تجديد الخلايا العصبية بعد الإصابة عن طريق منع هذه التغييرات في الخلايا النجمية ، أو إضافة جزيئات متساهلة إلى الخلايا النجمية ، أو جعل الخلايا العصبية تتجاهل الإشارات المثبطة.

تعد الفيروسات خبراء في استغلال المضيف والتلاعب به بطرق عديدة ومتنوعة طوال دورة حياتها. يوفر توضيح هذه الآليات الفيروسية نظرة ثاقبة لدورة حياة الفيروس وفرصًا للتدخل العلاجي. يمكن أن يوفر أيضًا نظرة ثاقبة لدورة حياة المضيف ، ويكشف عن المسارات الخلوية التي لم نكن نعرف بوجودها حتى تم العثور على الفيروسات التي تستفيد منها. باستخدام أحدث تقنيات التصوير والتحليل الطيفي جنبًا إلى جنب مع الأساليب الجديدة للدهون والبروتينات ، كانت التحقيقات في مختبر ديناميكيات المضيف الممرض ، بقيادة الدكتور نهال ألتان بونيت ، في طليعة فهم واجهة مضيف الفيروس ، وكشف عن تكرار جديد وآليات الانتقال المشتركة بين العديد من الفيروسات البشرية المختلفة. تركز تحقيقاتهم بشكل عام على فهم دور الأغشية وخاصة الدهون في دورة حياة الفيروس.

يركز مختبر الطب التعايش الداخلي البشري ، بقيادة الدكتور نيل إبشتاين ، على التحليل الإضافي لشكل حياة جديد تم تحديده بواسطة مختبرنا داخل مجموعة فرعية من معظم الخلايا البشرية المنواة ، مما يشكل بؤرًا معزولة في معظم الأنسجة. يختلف هذا عن الميكروبيوم كما تمت دراسته حاليًا ، والموجود على أسطح الخلايا ، وعلى الجلد ، وفي تجويف الأمعاء. يُظهر تسلسل الحمض النووي ، وعلم وظائف الأعضاء ، والتشكيل المعرّف في الإندوسيمبيونت أنه فريد من نوعه دون وجود متماثلات في GenBank أو الأدبيات. يُظهر الجسم المضاد الفريد أنه موجود في البويضة البشرية مما يسمح بالانتقال الرأسي من الأم إلى النسل كما هو معيار للعديد من التعايش الداخلي في المفصليات. العيش الحر الاختياري ، هو متحرك ويمكن تمييزه بجسم مضاد فلوري يسمح بتصور دخوله إلى الخلايا البشرية في الثقافة الأولية. يركز المختبر على توصيفه الإضافي ودوره في صحة الإنسان والمرض.

كبروتينات محرك خلوي نموذجي ، تقوم معظم الميوسينات بتحويل طاقة ATP إلى حركة. تشارك بروتينات الميوسين العضلي المقلص 2 في ضربات القلب وحركة الجسم ، بينما تلعب الميوسين الثاني غير العضلي دورًا أساسيًا في الحركة الخلوية وتنظيم الشكل وانقسام الخلايا. يركز مختبر أمراض القلب الجزيئي ، بقيادة الدكتور روبرت س. أدلشتاين ، على دور الميوسين الثاني غير العضلي (NM II) في التطور والمرض. تشمل المشاريع البحثية: دور NM IIA في تكوين الحيوانات المنوية ، ووظيفة NM IIs في نمو القلب ، واستخدام التسلسل الجيني الكامل لدراسة الجينات المسببة لـ Pentalogy لـ Cantrell ، وفهم دور NM IIA في سرطان الخلايا الحرشفية NM II والنقل الميكانيكي ودراسة وظائف عائلة Rbfox لبروتينات ربط الحمض النووي الريبي.

تدور الاهتمامات البحثية الأساسية لمختبر بيولوجيا الخلية الجزيئية ، بقيادة الدكتور جون إيه هامر ، حول الأدوار التي تلعبها البروتينات الحركية وديناميات بروتين الهيكل الخلوي في قيادة حركة العضيات والخلايا. داخل الخلية الحية ليس مكانًا ثابتًا. من النقل المعتمد على البروتين الحركي للعضيات داخل الخلية ، إلى التغيرات في شكل الخلية الكلي التي تحركها ديناميات الهيكل الخلوي ، تعتمد وظيفة الخلية الطبيعية بشكل كبير على الحركة. يستخدم مختبر الدكتور هامر المناهج البيولوجية والوراثية والكيميائية الحيوية والفيزيائية الحيوية ، إلى جانب تقنيات التصوير المتقدمة ، لدراسة التفاعلات الجزيئية التي تؤدي إلى ظهور الحركات الخلوية وداخل الخلايا ، وتحديد الأهمية الوظيفية لهذه الحركات في سياق الكل. الكائنات الحية. في الآونة الأخيرة ، ركز الدكتور هامر مزيدًا من الجهود على فهم الدور الذي تلعبه ديناميات بروتين الهيكل الخلوي في قيادة الوظيفة المناسبة لخلايا دم بيضاء معينة تسمى الخلايا الليمفاوية التائية.

يدرس مختبر الآلات الجزيئية وهندسة الأنسجة ، بقيادة الدكتور ناصر محمد روسان ، دور الجسيمات المركزية أثناء نمو الحيوان. الجسيم المركزي هو عضية غير مرتبطة بالغشاء تعمل كمركز منظم للأنابيب الدقيقة (MT) لمعظم الخلايا الحيوانية.تعمل Centrosomes على بدء قطبية الخلية والحفاظ عليها ، وتوجيه هجرة الخلايا ، وتوجيه الشحنات داخل الخلايا ، وتوزيع العضيات الأخرى بشكل صحيح. في الانقسام الخيطي ، أو الانقسام الخلوي ، تعد الجسيمات المركزية حاسمة في البناء الدقيق للمغزل الانقسامي لضمان الفصل الصبغي المخلص للخلايا الوليدة. وبالتالي ، فليس من المستغرب أن تؤدي العيوب في وظيفة الجسيم المركزي إلى مجموعة واسعة من الإخفاقات على المستوى الخلوي ، والتي بدورها تؤدي إلى عيوب الأنسجة والعديد من الأمراض التي تصيب الإنسان. يهدف المختبر إلى تحديد كيفية بناء الجسيمات المركزية بشكل صحيح من أجزائها الفردية وكيف تعمل الجسيمات المركزية في مجموعة واسعة من أنواع الخلايا لتجنب الأمراض البشرية مثل مرض الكلى متعدد الكيسات وصغر الرأس والسرطان.

ركز العمل المبكر في مختبر علم وظائف الأعضاء الجزيئي ، بقيادة الدكتور جيمس آر سيلرز ، على تنظيم الأشكال الإسوية للميوسين II الموجودة في العضلات الملساء والخلايا غير العضلية. الميوسينات هي بروتينات حركية خلوية. مع اكتشاف الأشكال الإسوية الجديدة للميوسين ، تحولت اهتماماته لتشمل أيضًا دراسات هذه الميوسينات "غير التقليدية". ركز الدكتور سيلرز على دراسة تنوع الميوسين كوسيلة لفهم الاختلافات الجزيئية ذات المعنى التي تؤدي إلى وظائف متباينة. يجمع معمله متعدد التخصصات مجموعة واسعة من الخبرات في مجالات مثل علم الأحياء التطوري والكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية والفيزياء الحيوية والهندسة ويشمل دراسات للأنظمة التي تتراوح من الجزيئات الفردية إلى نماذج ذبابة الفاكهة (ذبابة الفاكهة سوداء البطن).

إعادة التدوير الانتقائي للدهون والبروتينات أمر بالغ الأهمية لوظيفة الخلوية الصحية. تقوم العديد من الجينات المرتبطة بالأمراض البشرية بتشفير مكونات الآلية الخلوية التي تفرز الدهون والبروتينات للانتقال الانتقائي على طول المسارات الداخلية التي تؤدي إلى التحلل الليزوزومي. يسعى مختبر الاتجار بالبروتين وبيولوجيا العضيات ، بقيادة الدكتورة روزا بويرتولانو ، إلى فهم دقيق لكيفية مساهمة العيوب في الاتجار داخل الخلايا - على وجه التحديد ، في المسارات الجسيمية والليزوزومية - في الأمراض التي تصيب الإنسان.

الهدف الشامل لمختبر أبحاث الخلايا الجذعية والأوعية الدموية العصبية ، بقيادة الدكتور يوه سوكي موكوياما ، هو الكشف عن التحكم الجزيئي في العمليات المورفولوجية الكامنة وراء التشكل المتفرّع ونمذجة الأوعية الدموية والجهاز العصبي. تشترك هذه الأنظمة في العديد من الخصائص التشريحية والوظيفية وغالبًا ما يتم نقشها بالمثل في الأنسجة المحيطية. تشير هذه الخصائص إلى وجود ترابط بين هاتين الشبكتين أثناء نمو الأنسجة والتوازن. وهكذا ، يدرس الدكتور مكوياما التأثيرات العصبية على أنماط تفرع الأوعية الدموية وتأثيرات الأوعية الدموية على كل من التوجيه العصبي وصيانة الخلايا الجذعية العصبية. قام مؤخرًا بتوسيع نطاق أبحاث المختبر إلى الأدوار غير المتوقعة للبلاعم الأنسجة والدبق الدبقي في نمو الخلايا العصبية والأوعية الدموية. يتعامل معمله مع هذه المشكلات باستخدام مزيج من التصوير الكامل عالي الدقة ، والاضطرابات الوراثية المتقدمة ، وتقنيات زراعة الأعضاء في المختبر.

يهدف مختبر بيولوجيا الخلية الهيكلية إلى فهم الآليات الجزيئية التي تحكم أشكال الخلايا المتخصصة ، مثل الخلايا العصبية والخلايا المناعية أو الصفائح الدموية وبعض الخلايا السرطانية. نحن نتخيل العوامل الرئيسية التي تحدد الأشكال المختلفة للخلايا باستخدام التصوير المقطعي بالتبريد الخلوي في الموقع جنبًا إلى جنب مع التقنيات متعددة التخصصات مثل cryo-EM أحادي الجسيم ، وعلم البلورات بالأشعة السينية ، وإعادة التشكيل في المختبر والفحص المجهري الضوئي.


نهج متعدد التخصصات

كانت هذه التطورات نتيجة مساهمات العلماء في العديد من المجالات المختلفة. قدم الفيزيائيون الكثير من التكنولوجيا ، مثل أجهزة الكشف عن الإلكترون المتقدمة التي زادت من سرعة وحساسية أجهزة cryo-EM الحديثة. طور الكيميائيون مجسات الفلورسنت الأكثر إشراقًا التي تضيء الأهداف لفترة أطول. قام الإحصائيون وعلماء الكمبيوتر بتحسين تقنيات معالجة الصور وتحليلها. تقول جينيفر ليبينكوت شوارتز ، عالمة الأحياء الخلوية في حرم جانيليا للأبحاث في معهد هوارد هيوز الطبي في أشبورن بولاية فرجينيا ، "لقد تحقق التسارع في التصوير من خلال هذا التآزر المذهل" ، حيث ساعدت في وضع الأسس لتطوير الدقة الفائقة. المجهر مع العمل خلال التسعينيات على استخدام البروتينات الفلورية الخضراء لتصور مسارات الاتجار الخلوي في الخلايا الحية 2.

تم إجراء العديد من التطورات باستخدام أدوات الفحص المجهري هذه. على سبيل المثال ، استخدمت ليبينكوت شوارتز وزملاؤها شكلاً من أشكال الفحص المجهري للصفائح الضوئية الفلورية مع الفحص المجهري متحد البؤر لالتقاط لقطات ملونة ثلاثية الأبعاد للتفاعلات بين أنواع مختلفة من العضية. يقول ليبينكوت شوارتز ، الذي نُشرت ورقته البحثية 3 في طبيعة سجية في عام 2017. "هذا مهم إذا كنت ترغب في فهم التواصل المتبادل بين العضيات ، وهو أحد الاهتمامات الكبيرة لعلماء الأحياء الخلوية في الوقت الحالي."

تُظهر جينيفر ليبينكوت شوارتز مجهرًا قادرًا على التصوير فائق الدقة. الائتمان: مات ستالي

يوفر التوافر المتزايد لهذه التقنيات المتقدمة فرصًا لعلماء الأحياء الخلوية في بداية حياتهم المهنية. والأكثر وضوحًا ، أنه يزيد من عدد العمليات التي يمكن لعلماء الأحياء استكشافها. تقول ليبينكوت شوارتز: "تفتح هذه الأساليب آفاقًا هائلة لأنواع الأسئلة التي يمكننا الإجابة عليها". استخدم عالم الأحياء الهيكلية ديفيد بارفورد في مختبر MRC للبيولوجيا الجزيئية في كامبريدج ، المملكة المتحدة ، تقنية cryo-EM لتعزيز فهم بعض الآليات الخلوية المتضمنة في الانقسام 4 ، وهو نوع من الانقسام الخلوي ينتج عنه تكوين خليتين ابنتيتين مع نفس الكروموسومات مثل الخلية الأم. يقول: "بالنسبة للعلماء الأكاديميين ، فإن القدرة على تحديد الهياكل ذات الدقة الذرية باستخدام المجهر الإلكتروني بالتبريد يمكن أن تكون مهمة جدًا في تصميم تجارب جديدة واختبار الفرضيات البيولوجية".

يضيف بارفورد أن الفوائد المحتملة للباحثين في بداية حياتهم المهنية من اكتساب فهم متعمق لأحدث تقنيات التصوير يمكن أن تمتد إلى ما هو أبعد من الأسئلة البحثية الفورية التي يسعون للإجابة عليها. يقول: "أصبحت شركات الأدوية حريصة جدًا على الفحص المجهري الإلكتروني كوسيلة لتحديد هياكل البروتينات والأدوية المستهدفة ، لذا فإن الانتقال إليها قد يكون اختيارًا مهنيًا جيدًا للغاية". يعتقد بارفورد أيضًا أن هذه التقنيات ستزداد أهمية وستتفوق على التقنيات القديمة التي يستخدمها علماء الأحياء. "من المحتمل أن يحل محل علم البلورات في سوق العمل."

من المستحيل أن تصبح ماهرًا في استخدام جميع أو حتى العديد من أحدث أدوات التصوير. يحتاج علماء الأحياء الخلوية في بداية حياتهم المهنية الذين يسعون إلى استخدامها إلى تحديد ما إذا كانوا سيتخصصون في تقنية معينة ، أو تحديد المتعاونين الذين يمكنهم القيام بذلك نيابة عنهم (راجع "اجتماعات العقول" لبعض المؤتمرات الشائعة في بيولوجيا الخلية). ينصح ريدلي ، الذي يدرس دور هجرة الخلايا في تطور السرطان ، أولئك الحاصلين على درجة الدكتوراه باغتنام أي فرص متاحة لهم للحصول على نكهة من التقنيات المختلفة. "أوصي بأن يقوم أي شخص يقوم ببرنامج دكتوراه مع خيار القيام بالتناوب في مختبرات مختلفة واكتساب خبرة في مجالات التصوير المختلفة للقيام بذلك ،" كما تقول. "حتى لو لم تصبح خبيرًا في المجهر الإلكتروني ، على سبيل المثال ، فإن العمل في هذا المجال لمدة شهرين سيمنحك فهمًا لما يمكن وما لا يمكنه فعله." يضيف بارفورد أن الباحثين الذين يتركون الأمر للمتعاونين للقيام بالتصوير نيابة عنهم يخاطرون بالتخلف بطرق أخرى. "إذا أصبحت مستخدمًا فقط وليس مطورًا ، فهذا يحد من إمكاناتك المستقبلية للمساهمة في هذا المجال من خلال تطوير التكنولوجيا وتطويرها."

لقاءات العقول

المندوبون في الاجتماع المشترك للجمعية الأمريكية لبيولوجيا الخلية والمنظمة الأوروبية للبيولوجيا الجزيئية في عام 2018. Credit: Paul Sakuma Photography

الندوات والمؤتمرات جيدة للحصول على تحديثات ولمحات عامة عن المجال.

غالبًا ما يتعين على الباحثين الاختيار بين حضور اجتماعات واسعة أو اجتماعات متخصصة. بالنسبة لأولئك الذين يسعون للحصول على نظرة عامة على حالة المجال ، فإن الاجتماع المشترك للجمعية الأمريكية لبيولوجيا الخلية والمنظمة الأوروبية للبيولوجيا الجزيئية هو إلى حد بعيد أكبر تجمع سنوي لعلماء الأحياء الخلوية في العالم. من المتوقع أن يحضر حوالي 6000 شخص هذا العام ، في واشنطن العاصمة في 7-11 ديسمبر. ستكون الموضوعات التي سيتم تناولها واسعة النطاق ، بما في ذلك الموضوعات الناشئة مثل الكائنات الحية النموذجية غير التقليدية والنمذجة الحاسوبية والبيولوجيا التركيبية.

سيلقي بروس ستيلمان ، الرئيس والمدير التنفيذي لمختبر كولد سبرينج هاربور في نيويورك ، محاضرة رئيسية حول عمله على ازدواج الكروموسومات في الخلايا. سيكون هناك مجموعة متنوعة من الندوات وورش العمل وجلسات الملصقات وجلسات الاهتمامات الخاصة. في اليوم السابق للاجتماع الرئيسي ، سيكون هناك يوم كامل من الجلسة حول المهن والتطوير المهني للأكاديميين ، ودورة مصغرة للتكنولوجيا الحيوية ليوم واحد ، حيث يمكن للحاضرين معرفة كيفية تحويل الاكتشافات العلمية إلى مشاريع علوم حيوية. ستغطي الجلسات الأخرى وظائف في مجال الدعوة العلمية غير الهادفة للربح ، وسياسة العلوم ، والتوعية ، وإدارة البنية التحتية العلمية ، والبحوث القائمة على مقاعد البدلاء في الصناعة.

هناك العديد من الخيارات الأخرى للباحثين الراغبين في التعمق أكثر في فرع معين من التخصص. ندوة تسمى Seeing is Believing ، على سبيل المثال ، تجمع مطوري تقنيات التصوير المتطورة مع أولئك الذين يطبقونها في المختبر. اجتذب هذا الاجتماع حوالي 400 مشارك عندما عُقد آخر مرة ، في مختبر البيولوجيا الجزيئية الأوروبي في هايدلبرغ ، ألمانيا ، في أكتوبر من هذا العام. وقد تضمن جلسات حول أحدث الأدوات والأساليب التي تحول قدرات الباحثين على تصور البروتينات ومجمعات البروتين والعضيات والخلايا والأنسجة والأعضاء والكائنات الحية الكاملة.

تتمثل إحدى ميزات التصوير لـ Lippincott-Schwartz في نقائها كطريقة تجريبية لاكتساب المعرفة. "عندما تقوم بالتصوير ، فأنت تراقب أولاً ، ثم تكوّن الفرضيات ثم تصمم مناهج لاختبار فرضياتك. إنها الطريقة المثالية لتحقيق المنهج العلمي ". وتضيف أن انتشار الأدوات المتقدمة جعل الفحص المجهري أكثر جاذبية كمحور لعلماء الأحياء الخلوية. وتقول: "يمكن أن يجعل التصوير اتجاهًا إبداعيًا للغاية يجب اتخاذه".

طبيعة سجية 575، S91-S94 (2019)

هذه المقالة جزء من Nature Career Guide: Cell biology ، ملحق تحريري مستقل. المعلنين ليس لهم تأثير على المحتوى.


الاجتماع السنوي الرابع والثلاثون لجمعية علم الوراثة القحفي الوجهي وعلم الأحياء التنموي

هذه المقالة عبارة عن مقدمة لمجالات نشطة من البحث في علم الوراثة القحفي الوجهي وعلم الأحياء التنموي كما أبرزته مقالة الدكتور بريان هول المصاحبة في هذا العدد من AJMG (Hall BK 2012. AJMG XX) والنشر في هذا العدد من الملخصات التي تم تقديمها كمحادثات أو ملصقات في الاجتماع السنوي الرابع والثلاثين لجمعية علم الوراثة القحفي الوجهي وعلم الأحياء التنموي (SCGDB). عقد الاجتماع الذي استضافته كلية طب الأسنان في جامعة ماكجيل في أكتوبر 2011 ، في مونتريال ، كيبيك ، كندا. اجتمعت الجمعية بالتزامن مع اجتماع المؤتمر الدولي لعلم الوراثة البشرية - الجمعية الأمريكية لعلم الوراثة البشرية. كان التشوه القحفي الوجهي السريري موضوع الجلسات العلمية التي قدمها المتحدثون المدعوون.

SCGDB هي منظمة دولية تأسست في 1975 باسم جمعية علم الوراثة القحفية الوجهية. في عام 2011 ، تم توسيع اسم المجتمع ليشمل علم الأحياء التطوري ليعكس التكامل الوثيق ولكن الهرمي بين علم الوراثة والتنمية / التطور الجنيني. تتمثل أهداف الجمعية في تعزيز التفاهم والبحث والتواصل متعدد التخصصات فيما يتعلق بعلم الوراثة القحفي الوجهي وعلم الأحياء التطوري ، وتطبيق نتائج البحوث الأساسية والسريرية لرعاية وإدارة الأفراد الذين يعانون من مشاكل قحفية وجهية. (http://craniofacialgenetics.org/index.php؟section=ABOUT+US للأهداف التفصيلية).

ينشط المجتمع بشكل كبير في السعي لتحقيق أهدافه. للفت الانتباه إلى عمل أولئك الذين يساهمون في النهوض بالمجتمع ، وقد تم إنشاء جائزتين في عام 2011 لطلاب الدراسات العليا الذين يظهرون التميز البحثي. الأول كان الاعتراف بالمساهمات الهامة في علم الوراثة القحفي الوجهي وعلم الأحياء التنموي والمجتمع من قبل الدكتور جيفري سبيربر. بما يليق بمكانة جيف في هذا المجال ودوره في المجتمع ، تم تقديم "جائزة جيفري سبيربر للتميز في أبحاث الوجه القحفي" في اجتماع مونتريال. حصلت زهره خافاندغار من كلية طب الأسنان في جامعة ماكجيل على هذه الجائزة لأبحاثها حول آليات تمعدن العظام. الجائزة الثانية ، جائزة Genesis للتميز في أبحاث القحف الوجهي ، بتمويل سخي من المجلة منشأ فاز بها كريستوفر بيرسيفال عن أبحاثه حول كثافة المعادن في العظام في نموذج فأر لمتلازمة بيير-ستيفنسون كوتيس جيراتا.

من المقرر عقد الاجتماع السنوي لعام 2012 لـ SCFDB في الخامس من نوفمبر في سان فرانسيسكو بالتزامن مع الاجتماع السنوي للجمعية الأمريكية لعلم الوراثة البشرية (ASHG) الذي سيعقد في الفترة من 6 إلى 10 نوفمبر (http://www.ashg.org ). قم بتمييز التقويم الخاص بك ومراقبة مواقع الويب SCGDB و ASHG للحصول على التفاصيل.

ملخصات الاجتماع السنوي الرابع والثلاثين لجمعية علم الوراثة القحفي الوجهي والبيولوجيا التنموية (SCGDB) في مونتريال ، كيبيك في 11 أكتوبر 2011

اضطرابات الشبكية الموروثة: الأمل في العلاج

1 معهد ليدي ديفيس ، المستشفى اليهودي العام ، قسم علم الوراثة البشرية ، جامعة ماكجيل ، مونتريال ، كيبيك ، كندا

يمكن تصنيف أمراض الشبكية الموروثة على نطاق واسع إلى عيوب في النمو وانحلال الشبكية. سأقدم لمحة موجزة عن هذه الظروف ، وسأركز بشكل خاص على فهمنا الحالي للآليات التي تكمن وراء موت المستقبلات الضوئية في الانحرافات الموروثة. في عملنا على هذه الأمراض ، نتناول سؤالين أساسيين: أولاً ، لماذا تموت الخلايا العصبية؟ وثانيًا ، كيف يمكن أن تعمل بشكل طبيعي تمامًا لعقود ، ومع ذلك لا تزال معرضة لخطر الموت؟ هل هم مرضى؟ ما هي التغيرات البيوكيميائية التي تنتج عن الطفرة والتي تقتل الخلايا في النهاية؟ تم الحصول على بعض الأفكار حول هذه الأسئلة الصعبة من قبل العديد من المجموعات خلال العقد الماضي (تمت مراجعتها في Bramall et al. [2010]). سأقوم أيضًا بمراجعة التقدم المثير في علاج أمراض الشبكية الوراثية ، سواء العلاج باستبدال الخلايا أو العلاج الجيني. في التجارب السريرية للمرحلة الأولى ، يبدو أن العلاج الجيني كان فعالًا في التصحيح الجزئي للعمى الناتج عن تنكس شبكي واحد على الأقل ، ويعد العلاج باستبدال الخلايا في نماذج الفئران الخاصة بتنكس الشبكية واعدًا للغاية. أخيرًا ، سأبلغ عن النتائج الجديدة حول دور جين عامل النسخ ، Prdm8، في تطور الشبكية. يؤدي فقدان وظيفة هذا الجين إلى غياب افتراضي للخلايا ثنائية القطب ، الخلايا العصبية الداخلية الرئيسية في شبكية العين ، وأيضًا إلى تشوهات عصبية عضلية رائعة [روس وآخرون ، 2011].

مدعومة جزئيًا بمنح من المعاهد الكندية للأبحاث الصحية ومؤسسة Macula Vision Research Foundation.

برامال إيه إن ، رايت إيه إف ، جاكوبسون إس جي ، ماكينيس آر آر. 2010. الاستجابات الجينومية والكيميائية الحيوية والخلوية لشبكية العين في تنكسات مستقبلات الضوء الموروثة وآفاق علاج هذه الاضطرابات. Annu Rev Neurosci 33: 441-472.

روس سي ، ماكورد إيه ، يونج سي ، أتان دي ، موك سي ، همبرج إم ، كيم تي كيه ، سالوجيانيس جي ، هو إل ، كوهين إس ، لين واي ، هرار دي ، ماكينيس آر آر ، جرينبيرج إم إي. 2012. Bhlhb5 و prdm8 يشكلان مجمعًا مثبطًا يشارك في تجميع الدائرة العصبية. عصبون. 2673 يناير (2): 292-303.

ما الذي يمكن للمرء أن يتعلمه من الوجوه الجنينية: هل هو دليل على التشخيص؟

1 قسم جراحة العظام وعلم الوراثة البشرية وأمراض النساء والتوليد ، كلية ديفيد جيفن للطب ، جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس ، كاليفورنيا

أدت التحسينات في الموجات فوق الصوتية للجنين قبل الولادة استنادًا إلى التطورات التكنولوجية إلى صور فائقة الجودة للعديد من أجهزة الأعضاء طوال فترة الحمل. هذا ينطبق بشكل خاص على الوجوه الجنينية. يمكن للموجات فوق الصوتية تقييم كل من الهياكل العظمية وخطوط الأنسجة الرخوة. يمكن للقياسات المطلقة للأقطار المدارية ، والنثرة ، والفك السفلي أن تعطي دليلاً قاطعًا على نقص وتضخم العين ، والتشنج غير الطبيعي ، و micrognathia. يمكن ترجمة التعرف على الاضطرابات القحفية الوجهية الموصوفة جيدًا إلى فترة الجنين ، بمجرد الثلث الثاني من الحمل. يمكن تقدير الاكتشاف القحفي الوجهي غير الطبيعي بسهولة في مجموعة اضطرابات خلل التنسج الهيكلي ، ومجموعة اضطرابات تعظم الدروز الباكر ، ومتلازمات الحنك المشقوق / الشفة. يمكن أن يساعد تحديد مجموعة النتائج غير الطبيعية للوجه في توجيه علماء الوراثة قبل الولادة نحو التشخيصات التفاضلية ، بما في ذلك التعرف على الاضطرابات الجديدة. يمكن بعد ذلك تحسين هذه التشخيصات بناءً على التشوهات في أنظمة الأعضاء الأخرى وكذلك استخدام التشخيص الجزيئي للمساعدة في تحديد الآليات المسببة.

النهج السريري للطفل المصاب بتشوهات الشق القحفي الوجهي

1 قسم علم الوراثة ، قسم طب الأطفال ، جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو ومستشفى رادي للأطفال ، سان دييغو ، كاليفورنيا

تشكّل الشقوق في الوجه وغيرها من التشوهات القحفية الوجهية (CFA) مجموعة من العيوب الخلقية غير المتجانسة من الناحية المرضية والمسببية. فيما يتعلق بالإمراض ، يمكن تصنيف CFA على أنها تشوهات أو تشوهات أو اضطرابات أو خلل التنسج. لا تتغير التشوهات بمرور الوقت. يرجع معظمها إلى الوراثة متعددة العوامل وعادة ما يكون العلاج جراحيًا. التشوهات لديها القدرة على التحسن مع الوقت والتدخل الوضعي. الاضطرابات لا تتكرر ، ولكن العلاج جراحي. تثير إمكانية النمو المتغيرة في خلل التنسج مخاوف بشأن تطور الأورام وتطورها بمرور الوقت.

فيما يتعلق بالمسببات ، فإن CFA هي نتيجة التغيرات الجينية (اختلال الجرعات مع اكتساب أو فقدان مجموعات من الجينات) ، أو التغيرات الجينية (على مستوى الحمض النووي نفسه) ، أو العوامل البيئية ، أو تفاعل العوامل البيئية مع عامل وراثي معين الخلفية التي تجعل الفرد في خطر بسبب CFA معين. يبدأ النهج السريري بتعريف التسبب في شذوذ قحفي وجهي محدد (مثل فشل تشكيل عملية الجبهية الأنفية المؤدية إلى الشفة المشقوقة في خط الوسط) واستخدام التاريخ والفحص البدني لتوضيح المسببات (مثل قد يكون الوالد الذي لديه قاطع مركزي واحد تشير إلى حدوث طفرة في SHH حيث أن تاريخ الإصابة بمرض السكري الذي يتم التحكم فيه بشكل سيئ ووجود عدم التخلق العجزي قد يشير إلى اعتلال الأجنة السكري).

التنظيم الجيني لتمعدن المصفوفة خارج الخلية

1 قسم الطب وكلية طب الأسنان ، جامعة ماكجيل ، مونتريال ، كيبيك ، كندا

تمعدن المصفوفة خارج الخلية لعظام الفقاريات (ECM) هي عملية فيزيولوجية. في المقابل ، فإن تمعدن الأنسجة الرخوة هو حالة مرضية. يتطلب بدء تمعدن ECM سقالة من البروتينات الليفية مثل الكولاجين أو الإيلاستين التي تترسب داخلها نوى ذات حجم حرج من أملاح الكالسيوم والفوسفات غير العضوي وتصبح مستقرة. تنمو هذه الرواسب لاحقًا وتنضج إلى بلورات هيدروكسيباتيت. ومن المثير للاهتمام ، أنه على الرغم من وجود بروتينات السقالات المناسبة في العديد من الأنسجة الرخوة ، عادةً ، لا يتمعدن ECM في هذه الأنسجة. هناك احتمالان قد يفسران هذه الظاهرة. أولاً ، من الممكن أن يكون منشط التمعدن مفقودًا في هذه الأنسجة الرخوة ، وثانيًا ، أن تمعدن الأنسجة الرخوة يتم منعه بشكل فعال من خلال وجود مثبطات التمعدن. تحدد العديد من الدراسات الرئيسية الآن هذا الأخير باعتباره التفسير الأكثر ترجيحًا. في الواقع ، يعد غياب مثبطات التمعدن أو إزالتها شرطًا أساسيًا لبدء التمعدن في البيئة الدقيقة للعظام. قدمنا ​​أدلة جينية تشير إلى أنه يمكن تفسير تمعدن العظام ، على الأقل جزئيًا ، من خلال تكوين المصفوفة والإزالة الإنزيمية لبيروفوسفات ، وهو مثبط تمعدن جزيئي صغير موجود في كل مكان ، من ECM للعظام. في الآونة الأخيرة ، أظهرنا دورًا محليًا لـ Sphingomyelin phosphodiesterase 3 (SMPD3) ، وهو إنزيم استقلاب الدهون ، في تمعدن العظام. طفرة حذف في smpd3 يؤدي إلى خلل التنسج الهيكلي الشديد في الفئران. تشير تجاربنا الجينية في الجسم الحي إلى أن النشاط الأنزيمي SMPD3 ضروري للتمعدن الطبيعي للعظام وتطور الهيكل العظمي.

وحدات الفك السفلي للثدييات: 20 عامًا منذ نموذج "أتشلي هول"

1 قسم الأحياء ، جامعة دالهوزي ، هاليفاكس ، نوفا سكوشا ، كندا

لقد مر 20 عامًا منذ أن نشر أتشلي وهال [1991] نموذجًا لتطوير وتطور البنى المورفولوجية المعقدة باستخدام الفك السفلي للثدييات (دنتيل) باعتباره الهيكل التشريحي النموذجي. تم تضمين النموذج في تطوير مفهوم نمطية التشكل ، وحدات تتكون من تجمعات (تكاثف) من الخلايا التي تشكل المورد الأساسي لتطوير العظام الفردية أو الغضاريف. في هذا الأول من سلسلة من العروض التقديمية / الأوراق لمراجعة النموذج ، قمت بفحص فهمنا الحالي للوحدات الخلوية للطاولة الفأرية. افترض نموذج عام 1991 أن الدنتري نشأ من ستة تكاثف للخلايا من الخلايا المشتقة من القمة العصبية. أربعة منها كانت هيكلية تشكل الكبش والعمليات الثلاث للطاولة. اثنان منهم كانا سني المنشأ ، ويشكلان الأسنان القاطعة والضرس والعظم السنخي المرتبط بهما. كشفت الدراسات اللاحقة أن وحدة هيكل عظمي واحدة تشكل عظم الفروع والعمليات الزاويّة ، واللقمية ، والإكليلية. في الفئران ، تكون الغضاريف البعيدة في هذه العمليات ثانوية ، تنشأ من السمحاق. في الجرذان والبشر ، هذه الغضاريف هي سمسميدات تنشأ في تكاثف منفصلة خارج القشرة. وهكذا ، يتم تمثيل التكثيف العظمي الغضروفي الفردي في الفئران في الجرذان والبشر من خلال أربع مجموعات من الخلايا ، وهي تكاثف واحد للعظم وثلاثة مكثفات سمسمانية (غضروفية). سيتم توثيق ومناقشة أهمية هذه الاختلافات لفهمنا للآلية الخلوية والجزيئية الكامنة وراء تطور الفك السفلي ولتطبيق الدراسات من أنواع الثدييات الأخرى على تطور الجمجمة والوجه البشري.

بدعم من NSERC الكندي (A5056).

أتشلي دبليو آر ، هول بي كيه. 1991. نموذج لتطوير وتطور الهياكل المورفولوجية المعقدة. بيول القس كامب فيلوس سوك 66: 101-157.

شاشة طفرة متابعة GWAS و تضمين تحليل التعبير ARHGAP29 باعتباره الجين المرشح الجديد للشفة / الحنك المشقوقة Nonsyndromic

إليزابيث ج.ليسلي 1 ، إم أديلا مانسيلا 1 ، ليا سي بيغز 1 ، كريستي شويت 1 ، ستيف بولارد 2 ، تيان شياو زانج 3 ، مارغريت كوبر 4 ، مارتين دونوالد 1 ، أندرو سي ليدرال 2 ، ماري إل مارازيتا 4 ، تيري إتش بيتي 3 ، جيفري سي موراي 1

1 قسم طب الأطفال ، جامعة آيوا ، آيوا سيتي ، آيوا

2 قسم تقويم الأسنان ، جامعة أيوا ، آيوا سيتي ، آيوا

3 قسم علم الأوبئة ، كلية الصحة العامة ، جامعة جونز هوبكنز ، بالتيمور ، ماريلاند

4 مركز علم الوراثة القحفية الوجهية وطب الأسنان ، قسم بيولوجيا الفم ، كلية طب الأسنان ، جامعة بيتسبرغ ، بيتسبرغ ، بنسلفانيا

الشفة الأرنبية و / أو الحنك المشقوق (NSCL / P) هي عيب خلقي شائع له مسببات معقدة. نجحت دراسات الارتباط على مستوى الجينوم في تحديد مواقع جديدة مرتبطة بـ NSCL / P بما في ذلك واحد بالقرب من ABCA4 الجين ، الطفرات التي تسبب العديد من اضطرابات الشبكية. لا يدعم تحليل التعبير ولا فحص الطفرة دورًا لـ ABCA4 في مسببات NSCL / P ، لذلك قمنا بفحص الجين المجاور ، ARHGAP29، بتشفير بروتين Rho GTPase المنشط 29. يتمتع ARHGAP29 بنشاط تفضيلي تجاه RhoA ، الذي له العديد من الوظائف المتعلقة بالشكل الخلوي ، والحركة ، والتكاثر ، وكلها ضرورية لتطور القحف الوجهي. أظهر تحليل التعبير باستخدام الماوس ذلك أرهجاب 29 موجود في الظهارة واللحمة المتوسطة لعمليات الأنف الوسطى والجانبية وعمليات الفك السفلي في E10.5 ، وظهارة الحافة الفموية والوسطى واللحمة المتوسطة الحنكية في E14.5. تسلسل ARHGAP29 في 962 فردًا مع NSCL / P و 972 عنصر تحكم غير ذي صلة من الفلبين والولايات المتحدة ، كشفوا عن هراء واحد ، وتغيير إطار واحد ، و 14 متغيرًا للخطأ ، والتي تم تمثيلها بشكل مفرط في الحالات (ص = 0.03). اختبرنا SNP الأكثر ارتباطًا (rs560426) القريب ABCA4 و ARHGAP29 للتفاعل الجيني مع الجينات المرشحة الأخرى ، وتحديد التفاعل المحتمل معها IRF6 (rs2235371 ص = 0.04). يتم دعم هذا التفاعل من خلال تقليل التعبير عن Arhgap في الظهارة الفموية لـ Irf6- فأر نول ، مما يشير إلى مسار جديد للشق يتضمن عامل النسخ IRF6 عبر التفاعل مع مسار Rho ARHGAP29. إن الجمع بين الارتباط على مستوى الجينوم ، ومتغيرات تسلسل الترميز النادرة ، والتعبير القحفي الوجهي ، والتفاعلات مع الجين المشقوق المعروف يدعم دورًا لـ ARHGAP29 في NSCL / P.

بدعم من NIH DE08559 و DE020057.

صبغي جسدي لأسنان الولادة المتعددة السائدة مع عدم تكوّن الأسنان الانتقائي

جون إم جراهام جونيور 1 ، نانسي كرامر 1 ، فينسينت فوناري 1 ، أوفير كلاين 2 ، كيرستين سيدل 2 ، بيرانيت كانتابوترا 3 ، كنت دي تايلور 1

1 معهد الوراثة الطبية ، مركز سيدارز سيناء الطبي ، لوس أنجلوس ، كاليفورنيا

2 قسم علوم الفم والوجه ، جامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا

3 كلية طب الأسنان ، جامعة شيانغ ماي ، شيانغ ماي ، تايلاند

لقد أبلغنا عن عائلة من 5 أجيال ذات أسنان ولادية متعددة مهيمنة وراثيًا متبوعة بعدم تكوّن الأسنان الانتقائي ، والذي لا يرتبط بأي سمات غير سنية. عادة ما تكون أسنان الولادة عبارة عن اكتشاف معزول متقطع في رضيع طبيعي. الحدوث العائلي نادر الحدوث ولكن تم الإبلاغ عن كونه صبغيًا صبغيًا سائدًا. يمكن أن يكون سبب التكاثر الجسدي السائد للأسنان طفرات في جين المثلية MSX1. العائلات الأخرى مع قلة الأسنان الصبغية السائدة لديها طفرات في PAX9، وقد تم ربط التخلق الانتقائي للأسنان الدائمة فقط بـ 10q11.2-q21. نتجت عائلة تعاني من عدم تكوين الأسنان الانتقائي المعزول المرتبط بالكروموسوم X عن طفرات EDA. الطفرات في WNT10A ارتبطت بنقص الأسنان المعزول. الأساس الجيني لأسنان الولادة المعزولة غير معروف. تم تحليل الحمض النووي من 28 فردًا من العائلة على شريحة Illumina OMNI-express باستخدام 733،120 SNPs وتعيينها إلى مقطع 2 ميجا بايت تقريبًا على الكروموسوم 1q36.11 مع درجة LOD 2.97 عند 23.8-25.8 ميجا بايت (GRCh37 / hg19 MERLIN). من خلال تقسيم النسب إلى ثلاث عائلات من 3 أجيال ، تم العثور على منطقة ارتباط تقع بين LOC284632 و GRHL3 (parenTDT ، ص = 0.005 لـ rs11249039 أو rs11249045 أو rs7526505). GRHL3 هو جين يتم التعبير عنه حصريًا في الأديم الظاهر السطحي في الدروسوفيلا ، حيث يلعب دورًا أساسيًا في تكوين البشرة. التعبير عن الفأر Grhl3 تم العثور على الجين في الأنسجة المشتقة من الجلد بما في ذلك ظهارة الفم. تسلسل منطقة الارتباط قيد التنفيذ ، ويتم تطوير نماذج تجريبية لاختبار الفرضية القائلة بأن الاختلاف في تنظيم هذا الجين قد يلعب دورًا في هذا النمط الظاهري.

هل النمط الظاهري القحفي الوجهي كافٍ لوصف متلازمات تعظم الدروز الباكر المرتبطة بـ FGFR؟

Yann Heuzé 1، Neus Martínez-Abadías 1، Jennifer M. Stella 1، Federico Di Rocco 2، Corinne Collet 3، Gemma García Fructuoso 4، Mariana Alamar 4، Lun-Jou Lo 5، Simeon A. Boyadjiev 6، Joan T. Richtsmeier 1

1 قسم الأنثروبولوجيا ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، جامعة بارك ، بنسلفانيا

2 وحدة جراحة القحف والوجه ، قسم جراحة المخ والأعصاب للأطفال ، مستشفى نيكر - إنفانتس مالاد ، جامعة باريس الخامسة ، باريس ، فرنسا

3 Laboratoire de Biochimie et de Biologie Moléculaire، INSERM U606، Paris، France

4 Servei de Neurocirurgia ، مستشفى Sant Joan de Déu ، برشلونة ، إسبانيا

5 قسم الجراحة التجميلية والترميمية ، مستشفى Chang Gung Memorial ، جامعة Chang Gung ، Taoyuan ، تايوان

6 قسم علم الوراثة ، قسم طب الأطفال ، جامعة كاليفورنيا ديفيس ، ساكرامنتو ، كاليفورنيا

تم وصف أكثر من 180 متلازمة تعظم الدروز الباكر (CS) ، يرتبط CS الأكثر شيوعًا بالطفرات في مستقبلات عامل نمو الخلايا الليفية (FGFRs). تُظهِر هذه "CS ذات الصلة بـ FGFR" الاندماج المبكر المميز لواحد أو أكثر من الغرز القحفية جنبًا إلى جنب مع التشوهات القحفية و / أو العصبية و / أو الأطراف والقلب والرئة و / أو الجلد الإضافية. على الرغم من العدد المرتفع المحتمل للطفرات المسببة لبعض هذه الطفرات المرتبطة بـ FGFR ، فإن التشخيصات السريرية موثوقة تمامًا. ومع ذلك ، فإن تحليلنا المورفومتري بناءً على المعالم التي تم جمعها من صور الجمجمة المقطعية للمرضى الذين يعانون من Apert (n = 19) و Crouzon (n = 9) و Pfeiffer (n = 5) و Muenke (n = 4) جنبًا إلى جنب مع متلازمات غير متأثرة يُظهر الأطفال (ن = 20) أن هذه الفئات التشخيصية يصعب تحديدها عندما يكون شكل الجمجمة هو السمة الوحيدة التي يتم أخذها في الاعتبار. في الواقع ، نلاحظ تداخلًا كبيرًا بين الأنماط الظاهرية القحفية ، خاصةً متلازمات Apert و Pfeiffer و Muenke. لا يعد النمط الظاهري القحفي الوجهي كما يتسم ببيانات التصوير المقطعي المحوسب كافياً لتوصيف CS المرتبط بـ FGFR. الحالات الأكثر اختلافًا عن الأفراد غير المصابين هي الحالات المتلازمة مع تعظم الدروز الباكر ثنائي التاج. عندما تتم مقارنة حالات المتلازمات التي تظهر تعظم الدروز الباكر ثنائي التاج (ن = 17) مع الأفراد غير المصابين (ن = 20) ومع الأطفال الذين يعانون من تعظم الدروز الباكر ثنائي التاج غير المتلازم (ن = 14) ، توفر بياناتنا فصلًا واضحًا بين الأنماط الظاهرية القحفية الوجهية للحالات المتلازمية وغير المتلازمية. تُظهر الحالات المتلازمة مع تعظم الدروز الباكر ثنائي التاج انتفاخًا أماميًا ونقص تنسج شديد في منتصف الوجه. تشير هذه النتائج الأخيرة إلى أنه في حالة تعظم الدروز الباكر ثنائي التاج ، فإن الطفرة المسببة المرتبطة بـ FGFR و / أو المسار الجزيئي المتأثر بهذه الطفرة تولد خللًا إضافيًا في التشكل القحفي.

مدعوم جزئيًا بواسطة NIH / NIDCR R01DE018500 و 3R01 DE018500-02S1 و R01DE016886 و CDC 5R01 DD000350.

فهم التباين المظهري في اضطرابات النمو العصبي

سانثوش جيريراجان 1 ، جيل أ. روزنفيلد 2 ، بليك سي باليف 2 ، ليزا جي شافر 2 ، إيفان إي أيكلر 1

1 قسم علوم الجينوم ، جامعة واشنطن ، سياتل ، واشنطن

2 مختبر Signature Genomics ، سبوكان ، واشنطن

لقد اقترحنا مؤخرًا نموذجًا ذو ضربتين لشرح التباين الظاهري المرتبط بحذف دقيق يبلغ 520 كيلو بايت على الكروموسوم 16p12.1 ، حيث يؤدي الحذف الصغير إلى ظهور أنماط ظاهرية عصبية نفسية كحدث واحد ويؤدي إلى تفاقم الأنماط الظاهرية النمائية العصبية بالاقتران مع الأنماط الظاهرية النمائية العصبية الكبيرة الأخرى (& gt500) kbp) متغيرات رقم النسخ (CNVs). قمنا بتوسيع نموذجنا ليشمل 72 اضطرابًا جينيًا وفحصنا بيانات CNV من 32.587 حالة مع إعاقة ذهنية وتشوه خلقي لوجود اثنين من CNVs كبير مقارنة بـ 8635 عنصر تحكم. من بين 2312 حالة مصابة باضطراب جيني معروف ، حمل 233 (10.2٪) حالة أخرى CNV & gt500 kbp و 373 حملت CNV آخر و gt150 kbp في مكان آخر في الجينوم. بالنسبة لـ 45/233 (19٪) من هاتين الحاملتين المصابتين ، ارتبط CNV الثاني أيضًا باضطراب جينومي. بينما كان تكرار الزيارات الثانية أعلى في CNVs المرتبطة بالتعبير المتغير مثل del15q13.3 و del16p11.2 و dup16p13.11 و del16p12.1 و del و dup1q21.1 ، وجدنا ارتباطًا إيجابيًا (ارتباط سبيرمان ، r = 0.64 ، ص & lt 0.001) بين نسبة الحالات الموروثة وانتشار الإصابة الثانية. يُظهر تحليل الحمض النووي للوالدين مجموعة من الأحداث الموروثة وأحداث de novo التي تساهم في حدوث ضربتين في البروبتين. يُظهر تحليل مسار الجينات في التنويعات العددية الضاربة الثانية اضطرابًا في الجينات المشاركة في الإشارات الخلوية والوظائف العصبية والتنموية. توفر بياناتنا دعمًا قويًا للنموذج ذي الضربتين لشرح التعبيرية المتغيرة في الاضطرابات الجينية ، وبشكل عام ، تقدم أساسًا أوليجوجينيك لدراسة الأمراض المعقدة.

بدعم من NIH HD065285 إلى EEE.

Sphingomyelin Phosphodiesterase 3 ، منظم جديد لتطور الهيكل العظمي والتمعدن

Zohreh Khavandgar 1، Robert Scott Kiss 2، Jingjing Li 3، Monzur Murshed 1،3

1 كلية طب الأسنان ، جامعة ماكجيل ، مونتريال ، كيبيك ، كندا

2 قسم أمراض القلب ، المركز الصحي بجامعة ماكجيل ، مونتريال ، كيبيك ، كندا

3 قسم الطب ، جامعة ماكجيل ، مونتريال ، كيبيك ، كندا

تمعدن عظام الفقاريات والمصفوفة خارج الخلية هي عملية منظمة وراثيا. يعد Sphingomyelin phosphodiesterase 3 من أحدث الإضافات إلى القائمة المتزايدة لمنظمي التمعدن.smpd3). smpd3 يشفر sphingomyelinase المحايد الذي يشق sphingomyelin لتوليد مستقلبات الدهون النشطة بيولوجيًا. تسمى طفرة حذف هشاشة العظام (fro) في الفأر smpd3 يؤدي الجين إلى خلل التنسج الهيكلي الشديد وموت الفترة المحيطة بالولادة. في دراسة حديثة ، تم اقتراح أن نشاط SMPD3 في الدماغ ينظم نمو الهيكل العظمي من خلال عوامل الغدد الصماء. لفهم دور SMPD3 في تطور الهيكل العظمي ، قمنا بفحص التعظم الغضروفي أثناء تكوين الهيكل العظمي المبكر في جيئة وذهابا الفئران. لاحظنا وجود خلل في موت الخلايا المبرمج للخلايا الغضروفية الضخامية وعظام قشرية ناقصة التمعدن بشدة في E15.5 جيئة وذهابا الأجنة. لمعرفة ما إذا كان SMPD3 يلعب دورًا مستقلاً للخلايا في هذه الأنسجة ، قمنا بتوليدها جيئة وذهاباCol1a1-Smpd3 الفئران ، حيث يتم التعبير عن بانيات العظم الخاصة بـ smpd3 تصحيح جيئة وذهابا تشوهات الهيكل العظمي والوفيات في الفترة المحيطة بالولادة. على الرغم من أن عيوب تمعدن العظام تم تصحيحها بالكامل جيئة وذهابا / froCol1a1-Smpd3 الأجنة ، لم يتأثر النمط الظاهري للغضروف إلى حد كبير. في الدراسة الحالية ، أظهرنا دورًا حاسمًا في مستقلبات SMPD3 أثناء ترسب المعادن في المختبر بواسطة بانيات العظم قبل MC3T3-E1. تحدد بياناتنا SMPD3 كمنظم جديد لتطور الهيكل العظمي والتمعدن.

بدعم من المعهد الكندي للبحوث الصحية ومؤسسة تكوّن العظام Imperfecta ، الولايات المتحدة الأمريكية.

متغير نادر في الحمض النووي أ رابطة الدول المستقلة- الحافز المتداخل (COM) في شكل IRF6 يرتبط عنصر المُحسِّن بمتلازمة فان دير وود

وليد د. فاخوري 1 ، فيديك رحيموف 2 ، هويكينج زو 3 ، تيانلي دو 1 ، إيفلين ن.كووينهوفن 3 ، هانز فان بوخوفن 3 ، 4 ، جيفري سي موراي 2 ، برايان سي شوت 1،5

1 علم الأحياء الدقيقة وعلم الوراثة الجزيئية ، جامعة ولاية ميتشيغان ، إيست لانسينغ ، ميشيغان

2 قسم طب الأطفال ، جامعة آيوا ، آيوا سيتي ، آيوا

3 قسم علم الوراثة البشرية ، مركز نيميغن لعلوم الحياة الجزيئية ، نيميغن ، هولندا

4 قسم علم الأعصاب الإدراكي ، معهد دوندرز للدماغ والإدراك والسلوك ، مركز نيميجن الطبي بجامعة رادبود ، نيميغن ، هولندا

5 قسم طب الأطفال والتنمية البشرية ، جامعة ولاية ميتشيغان ، إيست لانسينغ ، ميشيغان

تعد الشفة الأرنبية وشق سقف الحلق (CLP) من أكثر العيوب الخلقية شيوعًا عند البشر. الطفرات في عامل تنظيم مضاد للفيروسات 6 (IRF6) يسبب متلازمة فان دير وود (VWS) ، وهو شكل وراثي سائد من CLP ، ويساهم في خطر الإصابة بـ CLP المعزول ، بما في ذلك متغير الحمض النووي الشائع rs642961. يقع Rs642961 في MCS9.7، وهو تسلسل محفوظ متعدد الأنواع قريب IRF6. MCS9.7 تم إثبات أن العنصر يمتلك نشاطًا مُحسِّنًا يحاكي التعبير الداخلي Irf6. من أجل تحديد المتغيرات المحتملة المسببة للحمض النووي ، قمنا بالتسلسل MCS9.7 في عينات الحمض النووي التي تم الحصول عليها من الأفراد الذين يعانون من VWS. قمنا بفحص 48 عينة من الحمض النووي التي لم يتم اكتشاف طفرة مسببة للمرض فيها IRF6 exons. لاحظنا متغيرًا جديدًا للحمض النووي وهو إدخال A ومن المتوقع أن يعطل ارتباط الحمض النووي لكل من p63 ولعوامل نسخ bHLH. ركزنا على أربعة أفراد من عائلة bHLH بدا أن نمط تعبيرهم يتداخل مع Irf6. باستخدام اختبار ربط الحمض النووي ، لاحظنا أن متغير الحمض النووي هذا ألغى الارتباط بواسطة p63 وقلل من تقارب الارتباط لعوامل bHLH العابرة. في مقايسة معاملات عابرة ، لاحظنا نشاطًا قويًا محسنًا بواسطة MCS9.7 عنصر. كان هذا التنشيط يعتمد بشكل كبير على p63 ، وتم إلغاء التنشيط بواسطة طفرة الإدراج A. في الختام ، تتوافق هذه البيانات مع الفرضية القائلة بأن متغير الحمض النووي النادر في رابطة الدول المستقلة- عزر متداخل في MCS9.7 هو مسبب لـ VWS ، ويدعم الأساس المنطقي لفحص الطفرة الإضافي لـ MCS9.7 عنصر محسن في مرضى CLP.

بدعم جزئي من NIH-DE13513.

نهج بيولوجيا الأنظمة لمعالجة الشفة المشقوقة والحنك المشقوق

1 قسم الأنثروبولوجيا ، جامعة بول ستيت ، مونسي ، إنديانا

قد تتبع مسببات الشقوق نموذجًا متعدد العوامل. هذا النموذج ، ومع ذلك ، لا يناسب بشكل جيد. بعض الشقوق ماسخة أخرى ، وراثية ، وفي بعض الأحيان تتبع النمط المندلي. على الرغم من أن الأشقاء من البشر عادة ما تكون صغيرة جدًا للاختبار ، إلا أن تكرار التكرار قد يقارب ما يمكن توقعه للتنحى المزدوج في تقاطع عاملين ، 1/16 أو 6.25٪. يُعزى حوالي 25٪ من CLP إلى المسارات الجينية المعروفة.يبدو أن CLPs تنتج من الأليلات أو المسخ التي تبطئ هجرة خلايا القمة العصبية كما يمكن للمسارات المعروفة. وجدت مجموعتي (Bowers) أن CLPs هي اضطرابات منهجية ، وليست تغييرات في الرأس والوجه فقط. في بعض الأحيان ، يكون لدى الأطفال المتأثرين ارتفاعات منخفضة وتأخر نضج ، وكثيراً ما يكون اتساع الكوع منخفضًا ، مع ثنيات الجلد ثلاثية الرؤوس الطبيعية ومحيط الذراع. وجدنا درجات انحراف معياري سلبية بشكل ملحوظ (Zs) لاتساع الكوع في عينة من 209 أطفال ، تتراوح أعمارهم بين 2-18: 11 ، مقسومة على الجنس والفئة العمرية ، وما إذا كان الشق أحادي الجانب أم ثنائي الجانب. تراوح متوسط ​​Zs من −0.40 (ص & lt 0.05) إلى −1.27 (ص & lt 0.001). فقط الأولاد الذين تزيد أعمارهم عن 7: 7 مع CLP الثنائي لديهم متوسط ​​Zs غير مهم ، وكانت هذه أيضًا سلبية. يشير هذا إلى أن أحد الجزيئات يساهم في تكوين كل من العظم الغشائي وداخل الغضروف ، مثل عامل النسخ رونكس 2، قد تكون متورطة. هنا ، أبدأ في تتبع الدوائر التنظيمية التي قد ترتبط Runx2 إلى المسارات ذات المشاركة المعروفة.

Bowers EJ ، Mayro RF ، Whitaker LA ، Pasquariello PS ، LaRossa D ، Randall P. 1987. النمو العام للجسم عند الأطفال المصابين بشقوق في الشفة والحنك والبنية القحفية الوجهية. جراحة سكاند جي التجميلية الترميمية 21: 7-14.

Bowers EJ ، Mayro RF ، Whitaker LA ، Pasquariello PS ، LaRossa D ، Randall P. 1988. النمو العام للجسم عند الأطفال المصابين بالحنك المشقوق والاضطرابات ذات الصلة: الفروق العمرية. Am J Phys Anth 75: 503-515.

بوورز إي جيه. 2011. النمو عند الأطفال الذين يعانون من الشقوق: دليل الأشعة السينية المتسلسلة لليد والمعصم. شق الحنك القحفي الوجه J 48 (6): 762-772.

التعديلات في كثافة العظام القحفية الوجهية والحجم المعدني بعد الولادة Fgfr2 Y394C / + نموذج ماوس Beare-Stevenson Cutis Gyrata المتلازمة

كريستوفر بيرسيفال 1 ، ينجلي وانغ 2 ، زويان زهو 2 ، إثيلين جابس 2 ، جوان ريتشمير 1

1 قسم الأنثروبولوجيا ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، جامعة بارك ، بنسلفانيا

2 قسم علم الوراثة وعلوم الجينوم ، كلية الطب بجبل سيناء ، نيويورك ، نيويورك

تُستخدم تقنية جديدة لتحديد حجم عظام الجمجمة الفردي والكثافة المعدنية النسبية للعظام عبر جمجمة الفئران من صور التصوير المقطعي المحوسب الدقيقة ، وبفعل ذلك ، يسلط الضوء على الارتباط بين انخفاض كثافة العظام وانخفاض حجم العظام والتضخم القحفي في Fgfr2 Y394C / + نموذج فأر لمتلازمة Beare-Stevenson cutis gyrata عند P0 وفي P8. بينما يشير التحليل المورفومتري القائم على المعالم إلى أن شدة التشوه في الشكل القحفي الوجهي تختلف عبر الجمجمة ، فإن تأثير Fgfr2 يبدو أن طفرة Y394C على معدلات زيادة حجم العظام قياسية لجميع العظام المقاسة. تشير هذه النتائج إلى أن هذه الطفرة تؤثر على نشاط الخلايا العظمية عبر الجمجمة ، حتى في المواقع البعيدة تمامًا عن الخيوط الملتصقة قبل الأوان والتي تحدد متلازمات تعظم الدروز الباكر. يشير تقليل الحجم الصافي للمواد عالية الكثافة في بعض العظام الطافرة إلى أن نشاط ناقضة العظم ، بالإضافة إلى نشاط بانيات العظم ، يتأثر خلال فترة ما بعد الولادة المبكرة. توفر هذه الدراسة الجديدة معلومات مهمة حول تأثير Fgfr2 Y394C على نمو العظام داخل الغضروف وداخل الغشاء عبر الجمجمة ، مكملاً نتائج التحليلات الشكلية ، وتوفير الأساس للفرضيات التي يمكن اختبارها بمزيد من الدراسات النسيجية والجزيئية والخلوية المتعمقة.

مدعوم جزئيًا بواسطة NIH / NIDCR R01-DE018500 (JTR) و 3R01 DE018500-02S1 (JTR و EWJ) و NSF BCS-0725227.

تقييم الجراثيم الفموية للجرذان السليمة والمعالجة بالكحول باستخدام مجسات الحمض النووي كامل الجينوم من البكتيريا البشرية

زاهر جبور 1 ، كاسيو دو ناسيمنتو 2 ، ميشيل الحكيم 3 ، جانيت هندرسون 4 ، روبنز ألبوكيرك 1

1 كلية طب الأسنان ، قسم طب الأسنان الترميمي ، جامعة ماكجيل ، مونتريال ، كيبيك ، كندا

2 كلية طب الأسنان في ريبيراو بريتو ، قسم مواد طب الأسنان والتعويضات السنية ، جامعة ساو باولو ، ساو باولو ، البرازيل

3 قسم جراحة الفم والوجه والفكين ، كلية طب الأسنان ، جامعة ماكجيل ، مونتريال ، كيبيك ، كندا

4 قسم جراحة العظام ، كلية الطب ، جامعة ماكجيل ، مونتريال ، كيبيك ، كندا

تعتبر الطرق الجزيئية لتحديد وتقدير البكتيريا أسرع وأكثر موثوقية من الطرق التقليدية. هدفت هذه الدراسة إلى تقييم قدرة تحقيقات الحمض النووي للجينوم الكامل المحضرة من بكتيريا الفم البشرية للكشف عن الأنواع الجرثومية الفموية للفئران وتحديدها ، ولتقييم تأثير تناول الكحول على الأغشية الحيوية عن طريق الفم. تم تقسيم أربعة وعشرين فأر Wistar ناضجة بالتساوي إلى مجموعتين. تم تغذية مجموعة واحدة (مجموعة التحكم) بنظام غذائي متوازن من كريات الفئران والماء. تلقت المجموعة المعالجة بالكحول (AT) نفس النظام الغذائي و 20٪ من محلول الإيثانول. بعد القتل الرحيم بعد 30 يومًا ، تم جمع عينات بكتيرية من الأغشية الحيوية الفموية التي تغطي أسنان الحيوانات باستخدام الفرشاة الدقيقة. استند تحديد البكتيريا وتقديرها إلى شدة إشارات التلألؤ الكيميائي الصادرة عن تهجين رقعة فحص الحمض النووي والحمض النووي باستخدام 33 مسبارًا تم تحضيرها من بكتيريا الفم البشرية. تمت مقارنة مستويات البكتيريا باستخدام مان-ويتني يو-اختبار بمستوى معنوية & lt 0.05. جميع السلالات المستهدفة ماعدا العقدية الطافرة و التهاب المكورات العقدية، تم الكشف عنها في المجموعة الضابطة. الإشريكية القولونية, Psuedomonas aeruginosa, البورفيروموناس اللبية، و فيلونيلا بارفولا كانت الأنواع الوحيدة التي تم اكتشافها في مجموعة AT. تم العثور على مستويات بكتيريا أعلى بشكل ملحوظ في المجموعة الضابطة مقارنة بمجموعة AT (ص = 0.001). النسبة المئوية ل بكتريا قولونية كان الأعلى في كلا المجموعتين. يمكن أن تتفاعل مجسات الحمض النووي للجينوم الكامل المحضرة من بكتيريا الفم البشرية مع سلالات الجرذان الجرثومية الفموية. يرتبط استهلاك الكحول بانخفاض التنوع البكتيري والأعداد في تجويف الفم لدى الفئران.

بدعم من Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

تعظم الدروز الباكر السهمي غير المتلازم المرتبط بالمتغيرات الجديدة في FGFR1, تويست 1، و RAB23 الجينات

Xiaoqian Ye 1 ، 2 Audrey Guilmatre 1 ، Ethylin Wang Jabs 1 ، Yann Heuzé 3 ، Joan Richtsmeier 3 ، Deborah J. Fox 4،5 ، Charlotte M. Druschel 4،5 ، Rhinda J. Goedken 6 ، Paul A. Romitti 6

1 قسم علم الوراثة وعلوم الجينوم ، كلية ماونت سيناي للطب ، نيويورك ، نيويورك

2 قاعدة التربية المختبرية الرئيسية للدولة للعلوم الأساسية لطب الأسنان (Hubei-MOST) ، المختبر الرئيسي للطب الحيوي الفموي وزارة التعليم ، مدرسة ومستشفى طب الأسنان ، جامعة ووهان ، ووهان ، الصين

3 قسم الأنثروبولوجيا ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، جامعة بارك ، بنسلفانيا

4 قسم علم الأوبئة والإحصاء الحيوي ، كلية الصحة العامة ، جامعة ولاية ألباني في نيويورك ، ألباني ، نيويورك

5 سجل التشوهات الخلقية ، وزارة الصحة بولاية نيويورك ، تروي ، نيويورك ، نيويورك

6 قسم علم الأوبئة ، كلية الصحة العامة بجامعة أيوا ، مدينة آيوا ، آيوا

يحدث تعظم الدروز الباكر ، وهو اندماج مبكر لواحد أو أكثر من الخيوط القحفية ، في حالة واحدة تقريبًا من بين كل 2500 ولادة حية. من بين الأشكال المختلفة ، يمثل تَعَظُّمُ الدُّروز الباكِر السَّهمي السَّهمي الخطي الشكل الأكثر انتشارًا. في تعظم الدروز الباكر المتلازمي ، تُعرف الطفرات المسببة في مستقبلات عامل نمو الخلايا الليفية (FGFRs) ، تويست 1, RAB23، والجينات الأخرى. ومع ذلك ، فإن مسببات تعظم الدروز الباكر غير المتلازم غير معروفة إلى حد كبير. استخدمنا بيانات من دراسة حالة شواهد جارية قائمة على السكان في أيوا وولاية نيويورك لتحديد الجينات الجديدة المرشحة لتعظم الدروز الباكر السهمي غير المتلازم. في هذه الدراسة ، قمنا بتقييم 96 حالة من حالات تعظم الدروز الباكر السهمي غير المتلازمية وأجرينا تحليلًا واسعًا للجينات المرشحة عن طريق التسلسل المباشر. اثنين من الأشكال الإسوية (intron 7 من isoform 1 ، exon 6 من isoform 5-6) من FGFR1، intron 9 من FGFR2, تويست 1، و RAB23 تم اختيارهم بناءً على المنشورات السابقة وأنماط تعبيرهم ونماذجهم الحيوانية و / أو أدوارهم في متلازمات تعظم الدروز الباكر البشرية المعروفة. تم العثور على متغيرات النيوكليوتيدات الجديدة في FGFR1 (الشكل 5 و 6 ، ن = 2) ، تويست 1 (ن = 1) ، و RAB23 (ن = 1). كانت هذه المتغيرات التي تم اكتشافها في دراستنا فريدة من نوعها ولم تحدث في 316 أليلات من عناصر تحكم صحية أو في قاعدة بيانات NCBI dbSNP وقاعدة بيانات طفرة الجينات البشرية وقواعد بيانات CHIP للمعلومات الحيوية. تشير بياناتنا الإجمالية إلى أن الطفرات في هذه الجينات المرشحة من المحتمل أن تسهم في تعظم الدروز الباكر السهمي غير المتلازمي ، على الرغم من أنها تمثل نسبة صغيرة فقط من إجمالي الحالات. تضيف هذه النتائج إلى تصور تعظم الدروز الباكر السهمي غير المتلازمي باعتباره شذوذًا تنمويًا معقدًا تحت السيطرة المحتملة متعددة الجينات.

مدعوم جزئيًا بمنحة من CDC 5R01 DD000350.

التعبير الجيني التفاضلي في وجه أجنة الفأر CL / Fr عند E11.5 بناءً على تحليل المصفوفة الدقيقة

برينان تاكاجي 1، T.J. Hynd 1، S. Jack Somponpun 1، Kazuaki Nonaka 2، Scott Lozanoff 1

1 قسم التشريح والكيمياء الحيوية وعلم وظائف الأعضاء ، كلية الطب بجامعة هاواي ، هونولولو ، هاواي

2 كلية طب الأسنان ، قسم طب أسنان الأطفال ، جامعة كيوشو ، فوكوكا ، اليابان

يوضح الماوس CL / Fr الشفة المشقوقة ثنائية الجانب وأحادية الجانب والحنك المشقوقة (CLP) بمعدل يقارب 35٪ ، فوق خلفية الفأر "A" بشكل عام. باستخدام استراتيجيات تربية الفئران التقليدية ، فقد تم اقتراح وجود اثنين على الأقل من مواقع المرض ، clf1 و clf2، تشارك في الخلل وتم تحديد الجينات المرشحة. بالإضافة إلى ذلك ، تشير تحليلات استهداف الجينات بقوة إلى ذلك Wnt9b يساهم في CLP في سلالة الفئران "A". كان الهدف من هذه الدراسة هو اختبار التعبير عن clf1 و clf2 الجينات المرشحة في البروز الوجهي لأجنة CL / Fr ، باستخدام تحليل ميكروأري. تم تشريح النتوءات الأنفية والأنفية الجانبية والفكية للفئران العادية من الناحية المظهرية وكذلك المشقوقة E11.5 CL / Fr وتم استخراج الحمض النووي الريبي باستخدام التقنيات القياسية لبروتوكول Agilent-microarray. تشير النتائج إلى أن التعبير عن clf1 الجينات المرشحة ، Wnt9b و Wnt3، و ال clf2 الجينات المرشحة ، Adcy2 و Ube2ql1، بشكل ملحوظ (−3.11 و 1.50 و 2.22 و 1.83 ضعفًا ، على التوالي) في أنسجة CL / Fr المشقوق ، مما يشير إلى أن الجينات الأربعة قد تكون متورطة في طفرة CLP في CL / Fr الفئران. سيتم إجراء دراسات التعبير الجيني المستقبلية من خلال RT-PCR الكمي وتحليلات التعبير الإقليمية من خلال الكيمياء المناعية لمزيد من اختبار التعبير عن هذه clf1 و clf2 الجينات المرشحة.

مدعوم جزئيًا بواسطة NIH / NCRR 5P20RR024206 (SJS) و R01-DK-064752 (SL).

التعبير الجيني التفاضلي في الفئران مع تعبير خاطئ عن ستة2 يرتبط بخلل التنسج الجبهي الأنفي

توماس هايند 1 ، بن فوجلغرين 1 ، إس جاك سومبونبون 1 ، شيري إف تي. فونغ 1 ، سكوت لوزانوف 1

1 قسم التشريح والكيمياء الحيوية وعلم وظائف الأعضاء ، كلية الطب بجامعة هاواي ، هونولولو ، هاواي

لقد وصفنا سابقًا ملف Br الفأر الطافرة التي تظهر خلل التنسج الجبهي الأنفي الوراثي. رسم تحليل الارتباط رسمًا للطفرة بالقرب من عامل النسخ المتماثل ستة2، يتم التعبير عنها عادة في اللحمة المتوسطة للوجه أثناء التطور الجنيني. الغرض من هذه الدراسة هو تحديد أنماط التعبير عن ستة2، بالإضافة إلى أهداف المنبع والمصب المحتملة لـ ستة2، في منتصف الوجه النامية. تم تشريح المجموعات الثلاث من بروزات الوجه المزدوجة (الإنسي والجانبي والفك العلوي) للأجنة E11.5 واستخراج الحمض النووي الريبي لفحوصات qPCR وتحليل Agilent microarray. تم أخذ البروز الأنفي الإنسي (MNP) أيضًا من أجل زراعة الخلايا. أشارت نتائج qPCR ستة2 التعبير هو الأعلى في MNP وأظهر التنظيم السفلي غير الكافي في كل من مجموعات بروز الوجه الثلاثة في Br الفأر. أشارت نتائج ميكروأري إلى سوء تنظيم العديد من الجينات المشاركة في مجموعة متنوعة من المسارات الجينية ، بما في ذلك عامل النسخ ستة3. ستكون هناك حاجة إلى مزيد من التحقق من الصحة لتأكيد نتائج المصفوفة الدقيقة هذه ، بما في ذلك qPCR والكيمياء المناعية وتداخل الحمض النووي الريبي. النتائج الأولية باستخدام ضربة قاضية في المختبر من ستة2، التي أجريت على نظام زراعة الخلايا MNP باستخدام سيرنا ، أظهرت ضربة قاضية 65-70 ٪ من ستة2. قد تتيح هذه النتائج مزيدًا من العمل في المختبر من أجل توضيح مسار في منتصف الوجه النامي ستة2.

تم دعم هذا العمل ، جزئيًا ، بواسطة NIH / NCRR R01DK064752 (SL) و 5P20RR024206 (SJS).

يحدد التحليل التلوي على نطاق الجينوم للشفة المشقوقة غير المتجانسة مع أو بدون الحنك المشقوق (NSCL / P) مراكز جديدة متعددة

كريستين يو لودفيج 1،2 ، ستيفان هيرمس 1،2 ، مايكل كناب 3 ، ماركوس إم نوثن 1،2 ، إليزابيث مانجولد 1

1 معهد علم الوراثة البشرية ، جامعة بون ، بون ، ألمانيا

2 قسم علم الجينوم ، مركز الحياة والدماغ ، معهد علم الوراثة البشرية ، جامعة بون ، بون ، ألمانيا

3 معهد القياسات الحيوية الطبية والمعلوماتية وعلم الأوبئة ، جامعة بون ، بون ، ألمانيا

تعد الشفة الأرنبية غير المترابطة مع أو بدون الحنك المشقوق (NSCL / P) من بين العيوب الخلقية الأكثر شيوعًا. تم توضيح مسببات هذا التشوه ، الذي يتضمن عوامل بيئية وجينية ، مؤخرًا من خلال اكتشاف ستة مواقع حساسية وراثية في دراسات الارتباط على مستوى الجينوم (GWAS). لتحديد مواقع إضافية ، أجرينا تحليلًا تلويًا لأكبر اثنين من GWAS في NSCL / P ، أي دراسة حالة وضوابط لأوروبا الوسطى [Mangold et al. ، 2010] ودراسة قائمة على الأسرة تشمل الثلاثي الأوروبي والآسيوي [بيتي وآخرون ، 2010 ، البيانات المسترجعة من dbGaP]. يؤكد تحليلنا جميع المواقع المحددة مسبقًا ويحدد ست مناطق حساسية جديدة لسكان أوروبا (1p36 و 2p21 و 3p11.1 و 8q21.3 13q31.1 و 15q22). كشف التحليل الخاص بالسكان أن خمسة منهم يلعبون أيضًا دورًا في السكان الآسيويين ، مما يشير إلى أننا حددنا عوامل الخطر الجينية الشائعة لـ NSCL / P. تشمل الجينات المرشحة داخل هذه المناطق SPRY2, ثادا, PAX7، و EPHA3، وفتح نقاط انطلاق جديدة للدراسات الجينية والوظيفية المتعمقة اللاحقة.

بدعم من منح DFG (MA 2546 / 3-1 ، KR 1912 / 7-1 ، NO 246 / 6-1 ، WI 1555 / 5-1) ، تم الحصول على بيانات dbGaP على الموقع http: //www.ncbi.nlm. nih.gov/gap من خلال رقم دخول dbGaP phs000094.v1.p1.

Mangold E، Ludwig KU، Birnbaum S، Baluardo C، Ferrian M، Herms S، Reutter H، de Assis NA، Chawa TA، Mattheisen M، Steffens M، Barth S، Kluck N، Paul A، Becker J، Lauster C، Schmidt G ، Braumann B ، Scheer M ، Reich RH ، Hemprich A ، Pötzsch S ، Blaumeiser B ، Moebus S ، Krawczak M ، Schreiber S ، Meitinger T ، Wichmann HE ، Steegers-Theunissen RP ، Kramer FJ ، Cichon S ، Propping P ، Wienker TF، Knapp M، Rubini M، Mossey PA، Hoffmann P، Nöthen MM. 2010. تحدد دراسة الارتباط على مستوى الجينوم اثنين من مواقع الحساسية للشفة المشقوقة غير المترابطة مع أو بدون الحنك المشقوق. نات جينيه 42: 24-26.

Beaty TH ، Murray JC ، Marazita ML ، Munger RG ، Ruczinski I ، Hetmanski JB ، Liang KY ، Wu T ، Murray T ، Fallin MD ، Redett RA ، Raymond G ، Schwender H ، Jin SC ، Cooper ME ، Dunnwald M ، Mansilla MA ، Leslie E، Bullard S، Lidral AC، Moreno LM، Menezes R، Vieira AR، Petrin A، Wilcox AJ، Lie RT، Jabs EW، Wu-Chou YH، Chen PK، Wang H، Ye X، Huang S، Yeow V ، Chong SS، Jee SH، Shi B، Christensen K، Melbye M، Doheny KF، Pugh EW، Ling H، Castilla EE، Czeizel AE، Ma L، Field LL، Brody L، Pangilinan F، Mills JL، Molloy AM، Kirke PN، Scott JM، Arcos-Burgos M، Scott AF. 2010. تحدد دراسة الارتباط على مستوى الجينوم للشفة الأرنبية مع الحنك المشقوق وبدونه متغيرات الخطر بالقرب من MAFB و ABCA4. نات جينيه 42: 525-529.

نمو الجمجمة والدماغ في نموذج فأر لمتلازمة Apert

شيريل إيه هيل 1 ، جوردان آر أوستن 1 ، جوان تي ريتشمير 2 ، سوزان موتش 2 ، نيوس مارتينيز أباديس 2 ، ينجلي وانغ 3 ، إثيلين وانغ جابس 3 ، كريستينا ألدريدج 1

1 قسم علم الأمراض والعلوم التشريحية ، جامعة ميسوري - كولومبيا ، كولومبيا ، ميسوري

2 قسم الأنثروبولوجيا ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، جامعة بارك ، بنسلفانيا

3 قسم علم الوراثة وعلوم الجينوم ، كلية الطب بجبل سيناء ، نيويورك ، نيويورك

تتطور الأنسجة القحفية والوجهية والعصبية بالتنسيق خلال فترة النمو قبل الولادة وبعدها. ترتبط متلازمات تعظم الدروز الباكر ، مثل متلازمة Apert (AS) ، بأنماط ظاهرية محددة تشمل كل من الجمجمة والدماغ. تحليل نموذج الماوس لـ AS و Fgfr2 + / P253R الفأر ، يسمح بدراسة آثار هذه الطفرة المحددة على هذين النسجين في وقت واحد على مدار التطور. أظهر العمل السابق على نموذج الفأر هذا اختلافات محددة وموضعية في الدماغ والجمجمة. الغرض من هذه الدراسة هو مقارنةFgfr2 + / P253R الفأر وزملائهم من النوع البري في نقطتين زمنيتين للنمو ، لتحديد ما إذا كانت أنماط النمو تختلف في الدماغ والجمجمة. تم الحصول على كل من صور الرنين المغناطيسي الدقيقة ثلاثية الأبعاد ومسح التصوير المقطعي المحوسب من الفئران باستخدام Fgfr2 + / P253R الطفرة وزملائهم من النوع البري. تكونت العينة من فئران حديثي الولادة (P0) (N = 28) وفئران عمرها يومان (P2) (N = 23). تم جمع البيانات المنسقة لـ 15 من معالم الدماغ و 24 من معالم الجمجمة باستخدام برنامج Amira © و Analyze 10.0 © ومقارنتها إحصائيًا باستخدام تحليل مصفوفة المسافة الإقليدية. تظهر النتائج أن Fgfr2 + / P253R تظهر الفئران نموًا منخفضًا في المخ والوجه ، بينما يُظهر ارتفاع وعرض القحف العصبي والمناطق الخلفية من الدماغ نموًا متزايدًا مقارنة بالفئران البرية. تشير هذه المراسلات الموضعية لأنماط النمو التفاضلي في الجمجمة والدماغ إلى تفاعلهما المستمر من خلال التطور ، بينما توضح أيضًا أن كلا النسجين يعرضان أنماط نمو متباينة بعد الولادة مقارنة بزملائهما من النوع البري.

مدعوم جزئيًا بواسطة NIH / NIDCR R01 DE018500 (JTR) و R01DE18500-02S1 (JTR و EWJ).

استمرارية النمط الظاهري في تعظم الدروز الباكر المتلازمي FGFR؟ أدلة من مرضى بشريين ونماذج فئران

Neus Martínez-Abadías 1، Yann Heuzé 1، Yingli Wang 2، Susan Motch 1، Talia Pankratz 1، Jennifer M. Stella 1، Gemma García Fructuoso 3، Mariana Alamar 3، Federico Di Rocco 4، Corinne Collet 5، Lun-Jou Lo 6 ، سيميون أ.بويادجيف 7 ، إثيلين وانغ جابس 2 ، جوان تي ريشتسمير 1

1 قسم الأنثروبولوجيا ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، جامعة بارك ، بنسلفانيا

2 قسم علم الوراثة وعلوم الجينوم ، كلية ماونت سيناي للطب ، وان غوستاف إل ليفي بليس ، نيويورك ، نيويورك

3 Servei de Neurocirurgia ، مستشفى سانت جوان دي دي ، برشلونة ، إسبانيا

4 وحدة جراحة القحف والوجه ، قسم جراحة أعصاب الأطفال ، مستشفى نيكر - إنفانتس مالاد ، جامعة باريس الخامسة ، باريس ، فرنسا

5 Laboratoire de Biochimie et de Biologie Moléculaire، INSERM U606، Paris، France

6 قسم الجراحة التجميلية والترميمية ، مستشفى Chang Gung Memorial ، جامعة Chang Gung ، Taoyuan ، تايوان

7 قسم علم الوراثة ، قسم طب الأطفال ، جامعة كاليفورنيا ديفيس ، ساكرامنتو ، كاليفورنيا

من بين أكثر من 180 متلازمة تعظم الدروز الباكر (CS) مع انتشار 1/10000 مولود حي ، يحدث العديد منها بسبب طفرات في مستقبلات عامل نمو الأرومة الليفية (FGFRs). يتضمن CS المرتبط بـ FGFR الانصهار المبكر للخيوط القحفية المرتبطة بالتشوهات القحفية والعصبية والأطراف والحشوية. قد يكون التعريف الدقيق وتصنيف CS المرتبط بـ FGFR صعبًا بسبب اختلاف النمط الظاهري ضمن فئات التشخيص ، مثل أن الاختبارات الجينية غالبًا ما تكون مطلوبة. ومع ذلك ، لا يوجد تطابق فردي بين الطفرات الجينية والأنماط الظاهرية: يمكن أن تؤدي الطفرة الواحدة إلى أنماط ظاهرية مختلفة ، وقد تؤدي الطفرات في الجينات المختلفة إلى إنتاج أنماط ظاهرية متشابهة. نحن نركز على مجموعة فرعية من CS التي تسببها طفرات في FGFR1 و 2 و 3 (متلازمات Apert و Crouzon و Pfeiffer و Muenke) لتحديد الطيف الظاهري لهذه الاضطرابات بدقة استنادًا إلى التحليل الهندسي المورفومتري للإحداثيات ثلاثية الأبعاد التي تم جمعها من عمليات إعادة البناء المقطعية المحوسبة لـ جمجمة المرضى من البشر (N = 37) ، والأفراد غير المتأثرين (N = 20) ونماذج الفئران لـ CS (N = 96 متحولة 109 رفقاء غير متحولين). تشير تحليلاتنا إلى وجود مراسلات بين بيانات الإنسان والماوس وأنه داخل كل من الكائنات الحية ، يتم توزيع الأشكال القحفية المرتبطة بـ CS عبر سلسلة متصلة من النمط الظاهري تتراوح من عدم وجود خلل في الشكل إلى درجات مختلفة من التشوه الخفيف والشديد. الأفراد المصابون بمتلازمة Apert هم الأكثر تضررًا ، في حين أن الأفراد الذين يعانون من متلازمات Crouzon و Pfeiffer و Muenke يعانون من خلل في الشكل خفيف إلى شديد. على طول هذا الطيف الظاهري ، تتداخل مجموعات التشخيص المحددة جيدًا بسبب درجات عالية من التباين داخل المجموعة ، مما يشير إلى أن التباين الوراثي والظاهري الشائع يكمن وراء CS المرتبط بـ FGFR.

مدعوم جزئيًا بواسطة NIH / NIDCR (R01 DE018500 ، 3R01 DE018500-02S1 ، R01 DE016886) ، CDC (5R01DD000350) ، وبيكا ما بعد الدكتوراه Beatriu de Pinós ، AGAUR ، Generalitat de Catalunya.

تنظيم البروتينات في البنية التحتية البلورية للمينا

حازم إيمار 1 ، بينيديتو ماريلي 1 ، شوان نزهة 1 ، سامر أبينادر 1 ، ولاء أمين 2 ، جيسوس توريس 3 ، روبنز البوكيرك 1 ، فالح التميمي 1

1 كلية طب الأسنان جامعة ماكجيل ، مونتريال ، كيبيك ، كندا

2 كلية طب الأسنان ، الجامعة الأردنية ، عمان ، الأردن

3 قسم العلوم الصحية الثالث ، جامعة راي خوان كارلوس ، الكوركون ، مدريد ، إسبانيا

المينا عبارة عن مادة مركبة تشتمل على مصفوفة غير عضوية تتكون من بلورات كربونية هيدروكسيباتيت منظمة تراتبيًا (HA) ، ومصفوفة عضوية تتكون أساسًا من بروتين الأميلوجينين. إن فهم العلاقة بين المكونات الكيميائية لمينا الأسنان له أهمية خاصة لتفسير الاختلافات في نمو الأسنان بين البشر. وفقًا لذلك ، تم تصميم هذه الدراسة للتحقيق في كيفية تأثير الاختلافات في بروتينات المينا على بنيتها التحتية. تم جمع مائة من الأسنان السليمة المستخلصة من المرضى البالغين في عيادة ماكجيل لطب الأسنان. تم استخدام FTIR و XRD لتقييم التركيب الكيميائي للمينا (محتوى البروتين ودرجة كربنة HA) وعلم البلورات (حجم البلورة ، معلمات الشبكة: المحور a والمحور c). تم تحليل البيانات التي تم الحصول عليها من أجل الارتباط ، وتم تعيين الدلالة الإحصائية عند ص & لتر 0.05. اختلف محتوى بروتين مينا الأسنان والبنية البلورية بشكل كبير داخل المجتمع المدروس. ارتبط محتوى بروتين المينا عكسياً مع حجمه البلوري HA (R = −0.352 ، B = −19.4). كشف تحليل إضافي أن هذا الارتباط لم يكن خطيًا بحتًا. بدلاً من ذلك ، اتبعت منحنى يكون فيه محتوى بروتين المينا المحدد ، كان لعينات مينا الأسنان أقصى حجم بلوري HA. ومع ذلك ، تحت أو أعلى من محتوى بروتين المينا المحدد ، تعبر الأسنان عن بلورات HA أصغر [(R = 0.32 ، B = 271.4) و (R = −0.36 ، B = −15.1) ، على التوالي]. علاوة على ذلك ، كانت كمية بروتين مينا الأسنان مرتبطة بشكل إيجابي بدرجة الكربنة لبلورات HA (R = 0.474 ، B = 0.410). من الدراسة الحالية ، نستنتج أن بروتينات مينا الأسنان أظهرت تأثيرًا سلوكيًا مزدوجًا على حجم بلورات HA. علاوة على ذلك ، تم تنظيم درجة كربنة HA أيضًا بواسطة بروتينات المينا.

بدعم جزئي من Fondation de l'Ordre des dentistes du Québec (FODQ).

القراءة بين السطور: تطور المساحات السلبية في نموذج فأر كروزون / فايفر عند الولادة

سوزان م. موتش 1 ، نيوس مارتينيز أباديس 1 ، تاليا إل بانكراتز 1 ، ينجلي وانج 2 ، كريستينا ألدريدج 3 ، إيثيلين دبليو جابس 2 ، توماس نوبيرجر 4 ، تيموثي إم رايان 1،5 ، جوان تي ريتشمير 1

1 قسم الأنثروبولوجيا ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، جامعة بارك ، بنسلفانيا

2 قسم علم الوراثة وعلوم الجينوم ، كلية الطب بجبل سيناء ، نيويورك ، نيويورك

3 قسم علم الأمراض والعلوم التشريحية ، كلية الطب بجامعة ميسوري ، كولومبيا ، ميسوري

4 مرفق التصوير بالرنين المغناطيسي عالي المجال ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، جامعة بارك ، بنسلفانيا

5 مركز التصوير الكمي ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، جامعة بارك ، بنسلفانيا

ترتبط متلازمة كروزون بما يقرب من 50 حالة معروفة FGFR2 الطفرات ، أحدها ، FGFR2 طفرة C342Y مسببة لمتلازمات Crouzon و Pfeiffer. يُظهر الأفراد المصابون بمتلازمات كروزون وفايفر تباينًا ظاهريًا ملحوظًا ولكنهم عادةً ما يظهرون إغلاقًا مبكرًا لخياطة (خيوط) الجمجمة ، وتشوهات قحفية وجهية إضافية ، بالإضافة إلى عيوب تشمل أنظمة أخرى بما في ذلك اضطرابات الجهاز التنفسي والضعف السمعي. استخدمنا صور µCT و MR لزملاء حديثي الولادة من رفاق Fgfr2c C342Y / + نموذج فأر لمتلازمات كروزون / فايفر ، للتحقيق في التأثير العالمي والإقليمي لهذه الطفرة على الجمجمة النامية والمساحات السلبية للرأس عند P0. تم تعريف المساحات السلبية على أنها المساحة المملوءة بالهواء من البلعوم الأنفي والتي تتطور داخل الهيكل العظمي للوجه داخل الغشاء والهياكل المملوءة بالسوائل في قوقعة الأذن والقنوات الدهليزية التي تتطور داخل الهيكل العظمي الأذني ، والتي لا تزال غضروفية عند الولادة. لوحظت الاختلافات العالمية والإقليمية في مورفولوجيا الجمجمة باستخدام تكوينات إحداثيات المعالم ثلاثية الأبعاد المقاسة على الأسطح المتساوية CT في Fgfr2c C342Y / + الفئران (ن = 28) نسبة إلى زملائه غير المتحولين (ن = 31). كشفت النتائج عن خلل في شكل الهيكل العظمي للوجه وقاعدة الجمجمة وقبو الجمجمة في Fgfr2c C342Y / + الفئران. أشار القياس الحجمي باستخدام صور µMR إلى تقييد البلعوم الأنفي Fgfr2c C342Y / + الفئران (ن = 8) مقارنة بزملائه غير المتحولين (ن = 11) ، ولكن لا يوجد فرق في حجم قناة القوقعة وشبه الدائرية. يهدف العمل المستقبلي إلى تحديد ما إذا كانت الاختلافات في تأثير FGFR2 ترجع طفرة C342Y على هذه المساحات السلبية إلى التأثيرات التفاضلية للطفرة على تكوين العظم داخل الغضروف وداخل الغشاء.

مدعوم جزئيًا بواسطة NIH / NIDCR R01 DE018500 (JTR) 3R01 DE018500-02S1 (JTR و EWJ).

انخفاض كتلة العظام في الفئران التي تفتقر إلى الرجال 1 الجين في بانيات العظم

Ippei Kanazawa 1، Geetanjali Nayak 1، Lucie Canaff 1، Monzur Murshed 1، Geoffrey N. Hendy 1

1 قسم الطب ، المركز الصحي بجامعة ماكجيل ، مونتريال ، كيبيك ، كندا

تثبيط متماثل الزيجوت لأورام الغدد الصماء المتعددة من النوع 1 (الرجال 1) الجين الذي يرمز مينين في الفئران مميت جنيني والأجنة تظهر عيوبًا واضحة في نمو الجمجمة والوجه. لقد أظهرنا سابقًا أن مينين له دور مهم في تكون بانيات العظم وتمايز بانيات العظم من خلال الدراسات المختبرية. لمزيد من الفهم للدور الفسيولوجي للمينين في نمو العظام في الجسم الحي ، نقوم بتوليد نماذج الفئران التي يتم فيها التعبير عن الرجال 1 يتم تغيير الجين فقط في بانيات العظم. نقص الفئران الرجال 1 exons 3-8 في بانيات العظم يقودها أوستيوكالسين كري (الفئران 1 KO) لم تظهر أي اختلافات في معدل النمو مقارنة مع زملائه من النوع البري (WT). في إناث الفئران البالغة من العمر 9 أشهر ، كشف التصوير المقطعي المحوسب أن حجم العظام التربيقية وسمك العظم القشري قد انخفض بشكل كبير في الفئران Men1 KO. أظهر تحليل الهستومورفومتر أن حجم العظام / الحجم الكلي ، وعدد بانيات العظم وناقضات العظم ، وكذلك معدل تراكب المعادن قد انخفض بشكل كبير في فئران Men1 KO. في الفئران التي تفرط في التعبير عن menin البشري في بانيات العظم من menin (cDNA) البشري مدفوعًا بـ a Col1a1 المروج (فئران Men1 TG) ، في عمر 6 أشهر ، لم تكن الفئران Men1 TG مختلفة عن زملائها في WT في معدل النمو وكثافة المعادن في العظام بواسطة DXA. مجتمعة ، يؤدي استنفاد مينين في بانيات العظم إلى انخفاض أعداد بانيات العظم وخلايا العظم بالإضافة إلى ضعف إعادة تشكيل العظام ، مما يؤدي إلى انخفاض في العظم التربيقي والقشري في حين أن الإفراط في التعبير ليس له أي تأثير على الأقل في الفئران الأصغر سنا. لذلك ، من المهم الحفاظ على تعبير مينين ووظيفته في العظام لتجنب انخفاض كتلة العظام.

مدعومة جزئيًا بمنح من المعاهد الكندية للأبحاث الصحية (CIHR).

يؤكد تكرار جينات مرشح GWAS في أربع مجموعات سكانية مستقلة دور المتغيرات الشائعة ويحدد المتغيرات النادرة في PAX7 و VAX1 المساهمة في مسببات CL غير المتلازم (P)

A. Butali 1، S. Suzuki 1،2، M.A. Mansilla 1، A.L. Petrin 1، E. Leslie، J. L'Heureux 1، M.E. Cooper 4، N. Natsume 2، T.H. بيتي 3 ، م. مارازيتا 4 ، جي سي موراي 1

1 قسم طب الأطفال ، جامعة آيوا ، آيوا سيتي ، آيوا

2 كلية طب الأسنان ، جامعة آيتشي جاكوين ، اليابان

3 جامعة جونز هوبكنز ، كلية الصحة العامة ، بالتيمور ، ماريلاند

4 مركز علم الوراثة القحفية الوجهية وطب الأسنان ، قسم بيولوجيا الفم ، كلية طب الأسنان ، جامعة بيتسبرغ ، بيتسبرغ ، بنسلفانيا

حددت GWAS لـ CL (P) العديد من الارتباطات الجينية المهمة وشبه المهمة للـ CL (P) غير المتلازم [Beaty et al. ، 2010]. لتكرار اثنتين من إشارات GWAS شبه المهمة ، بحثت الدراسة الحالية في دور كل من المتغيرات الشائعة والنادرة في PAX7 و VAX1 الجينات. التسلسل المباشر في وحول PAX7 و VAX1 تم إجراء الجينات في الأفراد من أصل أوروبي وآسيوي. تم إجراء التنميط الجيني TaqMan من أجل SNPs في VAX1 و PAX7 وتم إجراء اختبار عدم توازن النقل (TDT) للتحقيق في الارتباط القائم على الأسرة في كل مجموعة سكانية. تم العثور على تسعة عشر متغيرًا في PAX7. تم العثور على أحد عشر متغيرًا غير مُبلغ عنه في VAX1. أظهر تحليل TDT ارتباطات قوية مع علامات في VAX1 (rs7078160 ، ص = 2.7E-06 و rs475202 ، ص = 0.0002) في ثلاثيات الأبوين المنغولية واليابانية CL (P). أظهر تحليل إضافي للتأثيرات من الوالدين المنشأ انتقالًا كبيرًا من الأم إلى الطفل (ص = 6.7E-05، OR = 2.02) وانتقال العدوى من الأب إلى الطفل (ص = 0.009 ، OR = 1.62) من أجل VAX1 علامة rs7078160 في المنغولية واليابانية مجتمعة CL (P). كان الذكور CL (P) مسؤولين في الغالب عن التأثيرات الأبوية في السكان اليابانيين والمنغوليين مجتمعين (rs7078160 ، ص = 1.5E-05 ، OR = 2.95 لانتقال العدوى من الأم ، و ص = 0.05 ، OR = 1.65 للانتقال من الأب). علامة ثلاثي النوكليوتيد rs6659735 في PAX7 كان مرتبطًا بشكل كبير بجميع مجموعات الأيووان المشقوقة مجتمعة [ص = 0.007 في جميع الشقوق و ص = 0.01 في CL (P)]. قامت دراستنا بتكرار نتائج GWAS السابقة للعلامات في VAX1 عبر ثلاثة مجموعات آسيوية مستقلة ، وحدد المتغيرات النادرة في PAX7 التي قد تساهم في مسببات CL (P). يتطلب توضيح دور هذه المتغيرات النادرة مزيدًا من التحقيق.

بدعم من NIH DE-08559 و DE016148 و KAKENHI و Grant-in-Aid للعالم الشاب (B) رقم 20791560 (Aichi-Gakuin) و U01 DE-20057 و U01-DE-018993.

Beaty TH ، Murray JC ، Marazita ML ، Munger RG ، Ruczinski I ، Hetmanski JB ، Liang KY ، Wu T ، Murray T ، Fallin MD ، Redett RA ، Raymond G ، Schwender H ، Jin SC ، Cooper ME ، Dunnwald M ، Mansilla MA ، Leslie E، Bullard S، Lidral AC، Moreno LM، Menezes R، Vieira AR، Petrin A، Wilcox AJ، Lie RT، Jabs EW، Wu-Chou YH، Chen PK، Wang H، Ye X، Huang S، Yeow V ، Chong SS، Jee SH، Shi B، Christensen K، Melbye M، Doheny KF، Pugh EW، Ling H، Castilla EE، Czeizel AE، Ma L، Field LL، Brody L، Pangilinan F، Mills JL، Molloy AM، Kirke PN، Scott JM، Arcos-Burgos M، Scott AF. 2010. تحدد دراسة الارتباط على مستوى الجينوم للشفة المشقوقة مع الحنك المشقوق وبدونه متغيرات الخطر بالقرب من MAFB و ABCA4 Nat Genet 42: 525-529.


فرناندو بوليو 22

منذ أن كنت صغيرًا ، كنت دائمًا مفتونًا بالعلم ومحاولة فهم كيفية عمل الجسم ، خلية واحدة في كل مرة. تتكون أجسادنا من العديد من الأنظمة والتفاعلات المعقدة التي قد تستغرق قرونًا أو آلاف السنين من البحث والتجارب لفهم كل جانب من جوانب أنفسنا. أنا شخصياً كنت مهتمًا دائمًا بفحص اللحظة ، مع التركيز على الطريقة التي يمكن أن يتأثر بها السلوك البشري من خلال التغييرات الصغيرة في البروتين أو التعبير الجزيئي ومدى انتشار هذا التغيير الصغير. عند دخول بومونا ، علمت أنني سأتخصص في البيولوجيا الجزيئية أو علم الأعصاب. غير قادر على مضاعفة التخصص ، تحدثت مع أساتذة من كلا القسمين الذين وجهوني إلى اختيار علم الأحياء الجزيئي باعتباره تخصصي مع التركيز في علم الأعصاب. سمح لي هذا المسار باختيار أفضل ما في العالمين ، مما سمح لي بالتركيز على الأنظمة الدقيقة التي يقوم عليها الدماغ مع توفير أساس أكاديمي متين لدخول كلية الدراسات العليا والاستكشاف حسب رغبة قلبي. أعتقد أن كل مرض عقلي له أساس في السلوك البيولوجي ، ومع المعرفة والأدوات المقدمة مع تخصص البيولوجيا الجزيئية ، آمل أن أساهم في فهمنا لآليات عمل الدماغ.

أحب الطريقة التي يوفر بها هذا التخصص مسارًا قويًا للتعرف على البيولوجيا الجزيئية في المجال الذي تختاره. بمجرد اجتياز الدورات التمهيدية ، يفتح المجال وسترى إمكانيات وفرصًا لا حدود لها لاستكشافها. بغض النظر عن تركيزك ، هناك مجموعة متنوعة من الدورات والاختيارات التي سترضي فضولك. كما أنني أقدر بشدة العلاقات التي أنشأتها مع أساتذة القسم. إنهم يدعمون بشكل لا يصدق ويحبون إجراء محادثات مع الطلاب ، حتى لو لم يكن الأمر يتعلق بالفصول الدراسية أو البحث. أفضل اللحظات التي مررت بها مع أساتذتي هي تلك التي جلسنا فيها لتناول طعام الغداء أو خلال ساعات العمل وتحدثنا عن سير الأمور في حياتنا ، مع عدم التركيز على أي شيء ذي صلة أكاديميًا.

بدخول بومونا ، كنت مهتمًا للغاية بالعمل في مختبر لإجراء الأبحاث حيث لم تتح لي الفرصة من قبل. لحسن الحظ ، وجدت منصبًا في مختبر البروفيسور ليني سيليجمان في الفصل الدراسي الثاني من سنتي الأولى التي واصلتُها خلال الصيف في SURP. تضمن المشروع إنشاء نظام جديد لهندسة نوكليازات داخلية موجهة لقطع تسلسلات الحمض النووي التي نختارها ، مما يسمح لنا باستهداف الجينات بطريقة مشابهة لـ CRISPR. لتحقيق ذلك ، قمنا بتعديل نظام راسخ يُعرف باسم PACE للعمل مع I-CREI ، وهو نوكلياز داخلي موجه ، للسماح له بالمرور عبر عدة مئات من جولات التطور. سيكون إنشاء هذا النظام أمرًا لا يقدر بثمن في مستقبل تحرير الجينات لأنه يمكن أن يوفر بديلاً لـ CRISPR ويساعد في توفير حلول للأمراض الوراثية مثل فقر الدم المنجلي. كان هذا البحث رائعًا للغاية للتعرف عليه وتطويره ، وخلال الفترة التي أمضيتها في المختبر ، اكتسبت تقنيات قيمة وخبرة لاستكشاف المشكلات وحلها واكتشاف حلول لها في المختبر.

آمل أن أعود إلى بومونا يومًا ما كأستاذ وأرشد طلاب المستقبل في طريقهم. أريد أن أترك تأثيرًا إيجابيًا على حياة الطلاب وأن أقدم نفس الدعم والكرم واللطف الذي قدمه لي أساتذتي.


  • قسم الأحياء التنموية
    مايكل دبليو كراوس ، دكتوراه.
  • قسم الآليات الجينية
    كيوشي ميزوتشي ، دكتوراه ، باحث متميز في المعاهد الوطنية للصحة
  • قسم الوراثة الجزيئية
    مارتن جيلرت ، دكتوراه ، محقق متميز في المعاهد الوطنية للصحة
  • قسم علم الفيروسات الجزيئية
    روبرت كريجي ، دكتوراه.
  • قسم الكيمياء الفيزيائية
    غاري فيلسنفيلد ، دكتوراه ، محقق متميز في المعاهد الوطنية للصحة
  • قسم استقرار البروتين وضبط الجودة
    ييهونج يي ، دكتوراه.
  • قسم الكيمياء الحيوية الإنشائية
    فريدريك ديدا ، دكتوراه.
  • قسم البيولوجيا التركيبية للبروتينات الغشائية
    سوزان ك. بوكانان ، دكتوراه.
  • قسم البيولوجيا الهيكلية للحمض النووي الريبي غير المشفر والبروتينات الريبية
    Jinwei Zhang ، دكتوراه ، Stadtman Tenure-Track Investigator
  • آلية قسم إصلاح الحمض النووي والنسخ المتماثل وإعادة التركيب
    وي يانغ ، دكتوراه ، محقق متميز في المعاهد الوطنية للصحة

قسم الأحياء التنموية

يبحث قسم علم الأحياء التطوري في التنظيم النسخي لتحديد مصير الخلية أثناء تطور الميتازوان. باستخدام C. ايليجانس في النظام ، نستغل الأساليب الجينية الأمامية والعكسية لتحديد وظيفة عامل النسخ وتوصيفها المطلوبة للتطوير السليم لأنواع خلايا معينة ، بدقة خلية واحدة. تاريخيًا ، كان اهتمامنا موجهًا في المقام الأول لفهم مواصفات خلايا العضلات وتمايزها كنموذج لكل من التطور الجنيني وما بعد الجنيني. هدفنا هو الوصف الكامل للتسلسل النسخي الذي ينظم تكوين هذا النسيج مباشرة بعد الإخصاب ، خلال مرحلة التطور الجنيني ، وحتى مرحلة البلوغ.

قسم الآليات الجينية

يبحث قسم الآليات الجينية في آليات العمليات الخلوية التي تؤثر على التركيب الجيني ووراثة المادة الجينومية. ندرس آليات التفاعلات التي تؤثر على استقرار التنظيم الخطي للجينوم ، وكذلك الديناميكيات ثلاثية الأبعاد التي تدخل في وراثة الكروموسومات البكتيرية.

قسم الوراثة الجزيئية

يدرس قسم الوراثة الجزيئية إعادة ترتيب جينات الغلوبولين المناعي ومستقبلات الخلايا التائية (المعروفة باسم إعادة التركيب V (D) J). هذه العملية ضرورية لتطوير الخلايا الليمفاوية وهي فريدة من نوعها في مشاركة بعض الخصائص مع إعادة التركيب الخاص بالموقع وإصلاح الضرر الإشعاعي للحمض النووي. هدفنا هو فهم إعادة تركيب V (D) J بالتفصيل وتطبيق هذه المعرفة على جهاز المناعة. أظهر بحثنا أن إعادة التركيب يبدأ بفواصل الحمض النووي الخاصة بالموقع ، والتي يمكن إجراؤها بواسطة بروتينات RAG1 و RAG2 المعزولة ، وأن دبوس الشعر DNA ينتج على جانب واحد من كل فاصل. يشترك هذا التفاعل في العديد من الخصائص مع العناصر الوراثية المتنقلة (الينقولات) ، ونحن مهتمون بالدور المحتمل للتبديل في التسبب في انتقال الكروموسومات للأنواع الموجودة في اللوكيميا والأورام اللمفاوية. يدرس الباحثون في هذا القسم أيضًا نشاط اليوبيكويتين ليجاز المنفصل لـ RAG1 وتعديله التساهمي عن طريق الانتعاش الذاتي.

قسم علم الفيروسات الجزيئية

يركز قسم علم الفيروسات الجزيئية على الجوانب الميكانيكية لتكامل الحمض النووي للفيروسات الرجعية. بعد دخول الخلية المضيفة ، يتم عمل نسخة من الحمض النووي للجينوم الفيروسي عن طريق النسخ العكسي. يعد تكامل الحمض النووي الفيروسي هذا في كروموسوم الخلية المضيفة خطوة أساسية في دورة تكرار الفيروس العكسي. اللاعب الرئيسي في عملية تكامل الحمض النووي الفيروسي هو بروتين متكامل مشفر فيروسيًا. يعالج الدمج نهايات الحمض النووي الفيروسي ويدرج هذه النهايات المعالجة تساهميًا في الحمض النووي المضيف. ندرس الآلية الجزيئية لهذه التفاعلات باستخدام التقنيات البيوكيميائية والفيزيائية الحيوية والهيكلية. يتعاون الباحثون في هذا القسم بشكل وثيق مع زملائهم في NIDDK الذين يستخدمون علم البلورات بالأشعة السينية والرنين المغناطيسي النووي. يدرس عملنا أيضًا البروتينات الخلوية التي تلعب دورًا إضافيًا مهمًا في عملية التكامل. من الأمور ذات الأهمية الخاصة الآلية التي تمنع التكامل باستخدام الحمض النووي الفيروسي كهدف للتكامل. سيؤدي هذا التكامل الذاتي إلى تدمير الحمض النووي الفيروسي. لقد حددنا بروتينًا خلويًا ، والذي أطلقناه على عامل الحاجز إلى التكامل الذاتي (BAF) الذي يمنع تكامل الحمض النووي الفيروسي في نفسه. تشير دراساتنا إلى أن ضغط الحمض النووي الفيروسي بواسطة BAF يجعله غير ممكن الوصول إليه كهدف للتكامل.

قسم الكيمياء الفيزيائية

يدرس قسم الكيمياء الفيزيائية بنية ووظيفة عدة أنواع من البروتينات. مشاريع محددة تبحث في العلاقة بين بنية الكروماتين والتعبير الجيني في حقيقيات النوى. يركز الباحثون على الآليات اللاجينية وهيكل كل من النيوكليوسومات الفردية (الوحدات الفرعية للكروماتين الأساسية) والألياف متعددة النوكليوزوم المطوية. تشير التحقيقات الحديثة حول دور متغيرات الهيستون في تنظيم بنية الكروماتين والتعبير الجيني إلى أن الجسيمات الأساسية للنيوكليوسوم غير المستقرة (NCPs) تلعب دورًا في جعل المروجين النشطين أكثر سهولة للربط بواسطة العوامل التنظيمية. يفحص عمل آخر تنظيم الكروماتين بعيد المدى والحدود بين المجالات المنظمة بشكل مستقل ، والتي تلعب دورًا في تنظيم التعبير الجيني. لقد ركزنا على خصائص العناصر العازلة التي تساعد على إنشاء مثل هذه الحدود. حدد بحثنا البروتينات التي ترتبط بمواقع العازل ، بالإضافة إلى العوامل المشتركة التي تقوم بتجنيدها تلك البروتينات ، وتشير النتائج إلى كيفية ظهور نشاط منع المحسن أو الحاجز. يدرس العمل الحالي هذه الآليات بالتفصيل ويتضمن التحليل الكيميائي الحيوي والوظيفي للمجمعات. تدرس دراسات أخرى آثار ضربة قاضية للبروتين على بنية الكروماتين المحلية وطويلة المدى وأنماط تعديل الهيستون. على وجه الخصوص ، ندرس التفاعلات طويلة المدى داخل النواة في خلايا بيتا البنكرياس البشرية وبين جين الأنسولين والجينات الأخرى التي يمكن تنظيمها بشكل مشترك. هذا جزء من جهد أكبر لدراسة بنية الكروماتين لموضع الأنسولين وعلاقته بالتعبير الجيني للأنسولين وإفرازه.

قسم استقرار البروتين وضبط الجودة

يقوم قسم استقرار البروتين وضبط الجودة (1) بإجراء بحث باستخدام إعادة التكوين في المختبر والمقايسات القائمة على الخلايا لتوضيح الآليات الخلوية الكامنة وراء مراقبة جودة البروتين في الشبكة الإندوبلازمية (ER) (2) لتطوير الكواشف والأدوات لتعطيل توازن البروتين ER و بتقييم أنشطتهم في العلاج المضاد للسرطان (3) يدرس آليات التحفيز لأنزيمات مختلفة في نظام يوبيكويتين البروتيازوم (4) يوسع دراساتنا لمعالجة الأسئلة الأساسية في أنظمة مراقبة جودة البروتين الأخرى و (5) يدعم التطوير الوظيفي للمتدربين البحثيين في المجالات العلمية أو الطبية الحيوية.

قسم الكيمياء الحيوية الإنشائية

يدرس قسم الكيمياء الحيوية الإنشائية الآليات الجزيئية الكامنة وراء تعديل نشاط البروتين. لكي تعمل الخلايا بشكل صحيح ، يجب أن تنسق وتصمم عددًا كبيرًا من الأحداث والعمليات المتزامنة. تقوم البروتينات بهذه العمليات الأساسية. نستخدم في المقام الأول علم البلورات بالأشعة السينية لدراسة كيفية تنظيم الخلايا لنشاط ووظيفة مجمعات البروتين والبروتين والحمض النووي. ينتج علم البلورات بالأشعة السينية "لقطات" عالية الدقة لتصور التغييرات الطفيفة في بنية البروتين التي غالبًا ما تصاحب التنظيم الوظيفي. مع هذه اللقطات في متناول اليد ، نستخدم مجموعة متنوعة من مناهج الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية والمحاكاة لربط هياكلها ووظائفها البيولوجية. تبحث مشاريع محددة في كيفية تحكم البروتينات في حركة العناصر الجينية المتنقلة ، مثل الينقولات أو الفيروسات. أحد مجالات تركيزنا الحالية هو بروتين Rep الخاص بالفيروس المرتبط بالغدة (AAV). يحفز هذا البروتين تكامل جينوم AAV في موضع محدد في الكروموسوم البشري 19 ، مما يجعله أداة مفيدة للغاية لدراسات العلاج الجيني. بالإضافة إلى ذلك ، نحن ندرس كيف أن مجموعة واسعة الانتشار من البروتينات المرافقة المعروفة باسم 14-3-3s قادرة على توجيه الزمان والمكان في الخلية لتوصيل البروتينات التي تنظم التعبير الجيني.

قسم البيولوجيا التركيبية للبروتينات الغشائية

يركز قسم البيولوجيا الهيكلية لبيولوجيا الغشاء على تحديد بنية بروتينات الغشاء المتكاملة عن طريق التصوير البلوري بالأشعة السينية والتحليل الوظيفي لهذه البروتينات باستخدام التقنيات الفيزيائية الحيوية والكيميائية الحيوية والبيولوجية الخلوية. ندرس الناقلات المضمنة في الأغشية الخارجية للبكتيريا سالبة الجرام ، والتي يمكن الوصول إليها عن طريق السطح وبالتالي لديها القدرة على أن تكون لقاحًا جيدًا و / أو أهدافًا دوائية ضد الأمراض المعدية. ندرس أيضًا الشركاء المرتبطين بالغشاء أو البروتين القابل للذوبان الذين يتفاعلون مع ناقلات الغشاء الخارجي لفهم كيفية عمل هذه الأنظمة في الجسم الحي بشكل أفضل. تشمل الموضوعات الحالية في المعمل (1) استيراد جزيء صغير وبروتين عبر الغشاء الخارجي للبكتيريا ، (2) إفراز البروتين بواسطة البكتيريا المسببة للأمراض ، و (3) استيراد البروتين عبر الأغشية الخارجية للميتوكوندريا. يدرس مختبرنا حاليًا العديد من البروتينات المتميزة. بعضها شائع للعديد من أنواع البكتيريا المختلفة وهي ضرورية لبقائها على قيد الحياة ، بينما يشارك البعض الآخر بشكل فريد في تطوير بكتريا قولونية أو يرسينيا بيستيس (البكتيريا المسببة للطاعون). في الآونة الأخيرة ، بدأنا أيضًا في دراسة بروتينات الثدييات ، والتي قد تلعب دورًا في تطور حالات التنكس العصبي مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون.

قسم البيولوجيا الهيكلية للحمض النووي الريبي غير المشفر والبروتينات الريبية

يجري قسم الكيمياء الحيوية الهيكلية للـ RNAs غير المشفر والبروتينات الريبية بحثًا لاكتساب فهم هيكلي وميكانيكي مفصل للـ RNAs الخلوية والفيروسية ومجمعات البروتين النووي المرتبطة بها المشاركة في تنظيم الجينات والأمراض البشرية. نحن نعمل على الكشف عن الدوافع والمبادئ العامة التي تحكم تكوين بنية RNA الثالثة ، والتعرف على RNA بواسطة RNA أو بروتين آخر ، وكيف تساهم هياكل RNA الديناميكية في تنظيم التعبير الجيني والفيزيولوجيا المرضية البشرية. تشمل موضوعات البحث الحالية: [1] هيكل وآلية واستهداف وهندسة محولات الريبوسات المنظمة للجينات. [2] مسارات استشعار الإجهاد والاستجابة بوساطة الحمض النووي الريبي في حقيقيات النوى. [3] فيروس نقص المناعة البشرية وبنى الحمض النووي الريبي الفيروسي الأخرى ومجمعاتها البروتينية.

آلية قسم إصلاح الحمض النووي والنسخ المتماثل وإعادة التركيب

يهتم قسم آلية إصلاح الحمض النووي والنسخ المتماثل وإعادة التركيب بدراسة إعادة تركيب الحمض النووي وإصلاحه وتكراره. على وجه الخصوص ، نحن مهتمون بإعادة التركيب V (D) J ، وإصلاح عدم التطابق ، وإصلاح ختان النوكليوتيدات ، وتخليق DNA translesion. نحن نستخدم علم البلورات بالأشعة السينية ، والبيولوجيا الجزيئية ، ومختلف المناهج البيوكيميائية والفيزيائية الحيوية لاكتشاف الآليات الجزيئية في هذه العمليات البيولوجية.


شاهد الفيديو: المواد البلورية وغير البلورية (قد 2022).


تعليقات:

  1. Arsene

    أنا آسف ، لكنني أعتقد أنك ترتكب خطأ. دعونا نناقش هذا.

  2. Lean

    أنا محدود ، أعتذر ، لكني بحاجة إلى مزيد من المعلومات.

  3. Vudojinn

    يا لها من جملة ... رائعة ، الفكرة ممتازة



اكتب رسالة