J Med Genet：识别出在胚胎发育过程中扮演重要角色的特殊基因

SHROOM4分子被认为在细胞骨架的修饰和早期神经系统的发育过程中发挥着重要作用，近日，一篇发表在国际杂志Journal of Medical Genetics上题为“X-linked variations inSHROOM4are implicated in congenital anomalies of the urinary tract and the anorectal, cardiovascular and central nervous systems”的研究报告中，来自波恩大学等机构的科学家们通过研究识别出了一种在人类胚胎发育过程中扮演重要角色的特殊基因，如果其发生改变的话就会导致多种器官系统发生畸形；该基因在进化过程中很早就出现了，比如其就存在于斑马鱼机体中，并会在其中发挥着类似的功能。

当研究人员对两例患有先天性畸形的个体（一名男性和其侄女）进行研究时追踪到了该基因，这两名患者都存在畸形的肾脏、尿道和食道，其中男子还出现了畸形的右臂和心脏；当研究人员分析其家庭成员的遗传组成时发现了一种异常情况，即相比健康人群而言，受影响的个体机体中SHROOM4基因会发生改变。该基因在另一种背景下被研究人员所熟悉，即其在大脑功能中扮演着关键的角色，SHROOM4突变会导致机体智力障碍、癫痫发作和行为异常等，本文研究结果表明，该基因在机体胚胎器官发育过程中发挥着更为广泛的作用。

于是研究人员在国际上寻找同样发现SHROOM4基因异常的其它案例，于是他们成功了，研究人员联合研究又发现了来自三个家庭中受影响的四名患者，这些患者机体中的SHROOM4基因都会发生改变，但其改变的方式不尽相同。然而，这或许并不一定能阐明是否SHROOM4突变实际上是造成畸形发生的原因，但斑马鱼拥有非常相似的基因，其能作为当前很多遗传性研究的模式生物，而且并不仅仅因为其很容易以适合物种的方式进行饲养，而且其能够快速繁殖；斑马鱼幼虫的皮肤几乎是透明的，这或许就能让研究人员在光学显微镜下观察动物机体胚胎发育的过程。

识别出在胚胎发育过程中扮演重要角色的特殊基因。

图片来源：Journal of Medical Genetics (2022). DOI:10.1136/jmg-2022-108738

研究人员几乎完全灭火了斑马鱼幼虫机体的SHROOM4基因，随后这些动物表现出了与患者机体出现的相类似的畸形症状，另一方面，如果SHROOM4基因被关闭的幼虫机体中注射了完整的人类遗传物质，其发育几乎就是正常的，这或许就表明，其绝对需要一种SHROOM4来进行健康的发育，其次，人类基因仍然能够接管斑马鱼体内基因的功能。目前研究人员想通过研究发现到底是基因的哪一部分在胚胎发育过程中扮演着重要角色，他们假设其需要用于细胞中非常基本的过程，否则就很难解释为何相同基因的改变会导致如此多的症状。

我们都知道，一只小鼠、一只狗和人类都是从受精卵发育而来的，但我们仍然并没有完全理解这一过程，这是因为卵细胞拥有能形成生物体任何类型组织的能力，无论是骨骼、皮肤、肌肉或者大脑等，其子代细胞在遗传上相同的，所以从原则上来讲其应该能够做到这一点，但在非常早期的阶段，这些细胞中的特定程序会被激活并不可逆地决定其发育的命运。这个过程必须被协调到最精细的细节，因为只有这样研究者才能确保眼睛在面部适当的位置形成，而其它非常接近的细胞则会分化成鼻软骨，这就好像是乐高宇宙飞船的自我组装，其只是无限复杂，本文研究只是这幅图画中的一小块马赛克，其在很大程度上仍然是不完整的。

综上，本文研究结果表明，研究人员在出现泌尿道、肛肠、心血管和中枢神经系统受到先天性异常影响的个体中识别出了单核苷酸多态性（SNVs）和拷贝数变异（CNVs），同时对胚胎小鼠和斑马鱼进行研究表明，SHROOM4基因或许能作为机体不通气管系统的一个关键的发育基因。（生物谷Bioon.com）

原始出处:

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