عرض مشاركة واحدة
  #2  
قديم 11-23-2015, 07:57 PM
رافت ابراهيم رافت ابراهيم غير متواجد حالياً
عضو ذهبي
 
تاريخ التسجيل: Dec 2011
المشاركات: 520
افتراضي بارديه-بيدل نوع متلازمة 4 (BBS4) الفئران -null توريط Bbs4 في تشكيل سياط ولكن ليس التجمع أهداب العالمي

 



وظائف البروتينات المشفرة بواسطة متلازمة بارديه-بيدل (BBS) جينات غير معروفة. الطفرات في هذه الجينات تؤدي إلى اضطراب البشري عديد المظاهر BBS، التي تتميز البدانة، اعتلال الشبكية، polydactyly، الكلى وتشوهات القلب، وصعوبات التعلم، ونقص الأعضاء التناسلية. وتشمل الميزات الثانوية داء السكري وارتفاع ضغط الدم. في الآونة الأخيرة، وقد اقترح أن الظواهر BBS هي نتيجة لعدم تشكيل أهداب أو وظيفة. في هذه الدراسة، وتبين لنا أن الفئران التي تفتقر إلى البروتين Bbs4 على مكونات رئيسية من النمط الظاهري الإنسان، بما في ذلك السمنة وتنكس الشبكية. وتبين لنا أن الفئران Bbs4 فارغة تطوير كل من أهداب متحركة والابتدائي، مما يدل على أن Bbs4 غير مطلوب لتشكيل أهداب العالمي. ومن المثير للاهتمام، الفئران Bbs4 فارغة الذكور لا تشكل الحيوانات المنوية سياط، وBBS4 اعتلال الشبكية ينطوي الموت أفكارك من المستقبلات الضوئية، والخلايا المهدبة الابتدائية من شبكية العين. تدل هذه البيانات على طفرة اتصال بين وظيفة بروتين BBS وأهداب. لمزيد من تقييم وجود ارتباط بين أهداب وBBS، أجرينا مقارنات تناظر من البروتينات BBS في الكائنات نموذج وجدت أن البروتينات BBS يتم حفظها على وجه التحديد في الكائنات المهدبة.
متلازمة بارديه-بيدل (BBS) هو اضطراب غير المتجانسة وراثيا مع الربط إلى ثمانية مواضع. وقد تم تحديد ستة جينات BBS (BBS1، BBS2، BBS4، BBS6، BBS7، وBBS8) (1 - 7). باستثناء BBS6، التي لديها تشابه لكتابة II chaperonins (8)، والبروتينات BBS لا تظهر التماثل واسعة مع البروتينات وظيفة معروفة. BBS4 وBBS8 يحتوي على تكرار المجالات tetratricopeptide، ومنطقة BBS8 تبين التشابه إلى المجال pilF بدائيات النواة. استنادا إلى الملاحظات التي BBS8 يموضع إلى الجسم القاعدية من الخلايا المهدبة والتعبير عن انواع معينة ايليجانس orthologues من عدة بروتينات BBS تقتصر على الخلايا المهدبة، فقد تم الافتراض أن BBS هو نتيجة لخلل في التجمع أهداب أو وظيفة (7 ). كنا سابقا الاستنساخ الموضعية لتحديد الجين BBS4 الإنسان (3). للمساعدة في توضيح وظيفة البروتينات BBS، استهدفنا الآن الجين Bbs4 في الفئران Bbs4 - / - الفئران ألخص جوانب النمط الظاهري البشري: أن تصبح السمنة، تفشل في إعادة إنتاج، وعرض تنكس الشبكية. وتبين لنا وجود كل من أهداب متحركة والأساسي في هذه الفئران، مما يدل على أن نقص Bbs4 لا يمنع تكون الأهداب العالمي. ومن المثير للاهتمام، الفئران خروج المغلوب من الذكور لديهم انعدام تام للسياط، مما يدل على أن البروتين Bbs4 ضروري لتشكيل سياط خلال تكوين الحيوانات المنوية. وعلاوة على ذلك، الفئران Bbs4 فارغة تخضع تنكس الشبكية يرجع أساسا إلى فقدان خلايا مستقبلة للضوء المرتبطة توهين الجزء الخارجي، مما يشير إلى دور البروتينات BBS في الحفاظ على أهداب الحسية. تدل هذه البيانات على دور للبروتينات BBS في جوانب وظيفة الأهداب.
المواد والأساليب

بناء على تحليل الانفجار Bbs4 جين استهداف ناقلات. من سيليرا قاعدة بيانات الماوس جزء مع تسلسل تحديد تسلسل BBS4 كدنا] الإنسان الموافق الماوس الإكسونات Bbs4. شيد بديلا Bbs4 ناقلات في خطوتين الاستنساخ. ل 'تناظر 5، وsubcloned 3-KB PCR جزء يحتوي على تسلسل الحمض النووي الجيني الموافق الإكسونات 3-5 في مواقع NHE الأول وXho الأول من pOSdupdel (هدية من O. سميثيز، جامعة نورث كارولاينا في تشابل هيل ). ل 'التماثل 3، وsubcloned 3.8 كيلوبايت PCR جزء يحتوي على الإكسونات 12-15 في سال الأول وليس المواقع I.
جيل من Bbs4 - / - الفئران وخطي وبناء الاستهداف في غير الموقع الذي فريدة من نوعها و electroporated إلى R1 الجذعية الجنينية (ES) خلايا (129 × 1 / SvJ3129S1 / سيفرت). وقد تم اختيار الخلايا ES في G418 وGanciclovir، وجرى توسيع المستعمرات الباقين على قيد الحياة في لوحات 96-جيدا لفرزها. تم عزل الجينوم DNA من خلايا ES التي يحتضنها في 50 ميكرولتر من تحلل العازلة (50 ملي تريس · حمض الهيدروكلوريك، ودرجة الحموضة 8.5 / 2.5 ملي EDTA / 100 ملي كلوريد الصوديوم / 0.1٪ SDS / 500 ميكروغرام / مل بروتين K) لمدة 12-24 ساعة عند 55 ° C. بعد الحضانة، والمخفف لست] الخلية إلى 500 μlofddH 2 O، واستخدمت قسامات 2-ميكرولتر كقوالب لPCR التضخيم. الاشعال محددة ل 'أليل خروج المغلوب (إلى الأمام، 5'-CGTGTACCCACACATGGGGAGCCA-3' 5؛ عكس، 5'-CCGGAGAACCTGCGTGCAATCCAT-3 ') و 3' خروج المغلوب أليل (إلى الأمام، 5'-GGGCTGACCGCTTCCTCGTGCTTT-3 '؛ عكس، 5'- استخدمت TGCACCCAGGAGGGATGCCCATAA-3 ') في إتمام المشروعات طويلة المدى لتحديد الأحداث استهداف الصحيحة. تم تنفيذ PCR في التفاعلات 25 ميكرولتر تحتوي على 5 ميكرولتر من 5 × PCR العازلة [300 ملي تريس · SO 4، ودرجة الحموضة 9.1 / 90 ملم (NH 4) 2 SO 4/10 ملي MgSO 4]، 250 ميكرومتر كل من dATP، dCTP ، dGTP، وdTTP، 2.5 بمول من كل التمهيدي، و1 وحدة من Elongase (إينفيتروجن). تعرض عينات إلى 35 دورات من 94 درجة مئوية لمدة 30 ثانية و 68 درجة مئوية لمدة 6 دقائق. وتصور منتجات التضخيم على هلام الاغاروز 0.8٪. تم حقن خلايا ES متخالف لBbs4 أليل متحولة إلى C57BL / 6J الكيسات الأريمية. تم حقن اثنين من الحيوانات المستنسخة المستهدفة في الكيسات الأريمية، وكلا الوهم المنتجة. استخدمت حيوانات خيالية لتوليد Bbs4 متخالف (Bbs4 +/-) الفئران على خلفية وراثية مختلطة من قبل التزاوج مع C57BL / 6J الفئران. تم backcrossed الفئران على خلفية وراثية مختلطة لجيلين على الأقل لإثراء لC57BL / 6J الخلفية. تم intercrossed الفئران متخالف، وكان التنميط الجيني لسلالة بواسطة PCR باستخدام بادئات المشار إليها أعلاه لتحديد وجود أليل المستهدفة. تم تحديد وجود من النوع البري أليل باستخدام بادئات محددة ل5 'من النوع البري أليل (إلى الأمام، 5'-CGTGTACCCACACATGGGGAGCCA-3'؛ عكس، 5'-GGATCCGCAGGCCATGTGCTCAAA-3 ') و 3' من النوع البري أليل ( إلى الأمام، 5'-CACCGGACCTTCCAGACCGACCTC-3 '؛ عكس، 5'-TGCACCCAGGAGGGATGCCCATAA-3). شروط PCR وكما هو موضح أعلاه.
عزل الحمض النووي الريبي والشمالية وصمة عار التحليل. الأنسجة من إناث الفئران القديمة 8 أشهر تم تجميد بسرعة في النيتروجين السائل وتخزينه في -80 درجة مئوية حتى الاستخدام. أجريت مجموع استخراج الحمض النووي الريبي الخلوية، هلام الكهربائي، النشاف والتهجين، وتصوير الإشعاع الذاتي خارج كما هو موضح (9). تم إنشاؤها الماوس Bbs4 كدنا] التحقيق باستخدام بادئات محددة ل 'UTR (إلى الأمام، 5'-CCATAACCTGGGAGTGTGCT-3 "3، عكس، 5'-AGCAGATTTGCTGCCTGAAT-3). تم تجريد لطخة من النشاط الإشعاعي وrehybridized مع لجنة التحقيق [كدنا لβ -actin للتحقق من التحميل على قدم المساواة من الحمض النووي الريبي.
النسيجية، Immunohistological، ومحطة Deoxynucleotidyltransferase بوساطة dUTP نيك نهاية وصفها (النفق) التحليل بعد الموت، ومنزوعة النواة عيون وثابتة عن طريق الغمر في محلول 4٪ لامتصاص العرق في 100 ملي العازلة كاكوديلات، ودرجة الحموضة 7.4. بعد 2-4 ساعة من التثبيت، وكانت تغسل العيون ثلاث مرات في 10 ملي PBS تليها تسلل والغرز في مادة الأكريلاميد، كما هو موضح (10). عندما يكون ذلك ممكنا، وتوجه الكتل بحيث أقسام السهمي تضمنت محاور الأعلى والأدنى. تم جمع المقاطع ناظم البرد في سمك 5-7 ميكرون، وتخزينها في 4 درجات مئوية حتى الاستخدام. تم عزل الخصيتين وثابتة في بارافورمالدهيد 4٪ في برنامج تلفزيوني بين عشية وضحاها. وكان الأنسجة ثم منعت في البارافين ومقطوع عن الهيماتوكسيلين / يوزين تلطيخ. تم إجراء وسم خلايا مستقبلة للضوء قضيب مع RET-P1 حيدة النسيلة الأجسام المضادة (سانتا كروز التكنولوجيا الحيوية) في 1: 1000 التخفيف، تليها التصور مع الأجسام المضادة اليكسا-488-مترافق الموجهة ضد مفتش الماوس (المسابر الجزيئية). لTUNEL تلطيخ، وفي الموقع موت الخلية عدة كشفها، TMR الأحمر (روش العلوم التطبيقية)، واستخدمت وفقا لتعليمات الشركة الصانعة. تم counterstained النوى مع 4، 6-diamidino-2-phenylindole (دابي؛ المسابر الجزيئية). كان ينظر المقاطع على أوليمبوس BX-51 المجهر وتم جمع الصور مع SPOT RT كاميرا رقمية (أدوات التشخيص).
الإلكترون التحليل المجهري القصبة الهوائية من Bbs4 - / - تم إصلاح الحيوانات في نصف القوة تثبيتي Karnovsky في (11) لعدة ساعات قبل postfixation الأوسيميوم، والجفاف، وتضمينها في الإي بي شوهدت 812. أقسام سامسونج في المجهر الإلكتروني النافذ، وكانت الصور التي اتخذت في × 35000 و× 2500 من خلال أهداب. الخصيتين من Bbs4 + / + وBbs4 - / - كانت جزءا لا يتجزأ الحيوانات في الراتنج سبر وملطخة 1٪ طولويدين الأزرق. الكلى من Bbs4 + / + وBbs4 - / - كانت الحيوانات المجففة في الإيثانول وجفت باستخدام جفافا نقطة حرجة. وكانت العينات ثم استوى على كعب الألومنيوم باستخدام المزدوج عصا الشريط الكربون، المغلفة مع الذهب / البلاديوم باستخدام المغطي تفل، ثم درست على فيليبس XL 30 مجهر المسح الإلكتروني.

النتائج

Bbs4 استهداف. استهدفنا الجينات Bbs4 في الفئران عن طريق بناء ناقلات تحتوي على مناطق الماوس Bbs4 الجين الذي، على إعادة التركيب مثلي، محل الإكسونات 11/06 مع كاسيت بالنيوميسين (الشكل 1 A). هذا الحدث يزيل ما يقرب من ثلث تسلسل Bbs4 الترميز، مما أدى إلى انزياح الإطار المتوقع أن تخلق أليل فارغة. تم إجراء تحليل لطخة الشمالية باستخدام الحمض النووي الريبي معزولة عن Bbs4 + / +، Bbs4 +/-، وBbs4 - / - الفئران للتأكد من أن استهداف الجينات أدى إلى أليل فارغة (الشكل 1 B.). أدى التنميط الجيني ليترات من intercrosses Bbs4 +/- في F 2 نسب لBbs4 + / + / Bbs4 +/- / Bbs4 - / - الحيوانات 0.36: 0.51: 0.13، مختلفة كثيرا عن المتوقع 0.25: 0.5: 0.25 نسب المندلية ( χ 2 = 7.21، P <0.05).

تين. 1.
استهداف الجين Bbs4. (A) رسم تخطيطي لBbs4 استهداف ناقلات والمنتج إعادة التركيب الناتجة عن ذلك. على إعادة التركيب المتماثل، يتم استبدال الإكسونات 11/06 مع كاسيت بالنيوميسين. (B) (العلوي) تحليل لطخة الشمالي من Bbs4 التعبير في الكلى مجموع RNA الخلوية من النوع البري (+ / +)، متخالف (+/-)، ومتماثل (- / -) الحيوانات. التحقيق هو 960-BP Bbs4 الجزئي 3 'كدنا]. (السفلى) نفس طخة بحث مع β -actin كعنصر تحكم التحميل.

الفئران Bbs4 خالية سمنة Bbs4 - / - يبدو أن الفئران إلى أن تكون صغيرة عند الولادة، تزن أقل من تتزاحم بهم في 3 أسابيع من العمر، وسمنة على مر الزمن (الشكل 2 A - C). بعد الفطام، Bbs4 - / - الفئران تبدأ في كسب المزيد من الوزن من النوع البري الفئران، المتزامنة مع قدر أكبر من الاستهلاك الغذائي (لا تظهر البيانات). قبل 12 أسبوعا من العمر، الفئران Bbs4 فارغة تزن أكثر بكثير من تتزاحم سيطرتهم. الفرق بين الوزن الحيوانات Bbs4 فارغة والضوابط يصبح أكبر في الحيوانات الأكبر سنا، وشهدت زيادة الوزن مماثل لكل من الذكور وإناث الحيوانات. النظر في توزيع الدهون في الحيوانات الأكبر سنا يدل على أن زيادة الوزن يتوافق مع زيادة في الأنسجة الدهنية المودعة مركزيا (الشكل 2 D).

تين. 2.
المقارنة بين الوزن وترسيب الأنسجة الدهنية في الفئران Bbs4. (A) ووزن كل من النوع البري (Bbs4 + / ن = 40)، متخالف (Bbs4 +/-، ن = 40)، ومتماثل (Bbs4 - / ن = 36) الفئران في 3 و 8 ، 12، 16، 20، و 24 أسابيع من العمر. يتم التعبير عن القيم كما يعني ± SEM. (B) وأوزان الذكور من النوع البري (Bbs4 + / ن = 20)، متخالف (Bbs4 +/-، ن = 20)، ومتماثل (Bbs4 - / ن = 20) الفئران. يتم التعبير عن القيم كما يعني ± SEM. (C) وأوزان الإناث البرية من نوع (Bbs4 + / ن = 20)، متخالف (Bbs4 +/-، ن = 20)، ومتماثل (Bbs4 - / ن = 16) الفئران. يتم التعبير عن القيم كما يعني ± SEM. (D) فحص ترسيب الأنسجة الدهنية يوضح زيادة في كمية الأنسجة الدهنية المركزية في Bbs4 - / - الماوس (يمين)، بالمقارنة مع Bbs4 + / + ماوس (يسار). الفئران من الذكور القديمة ≈10 شهرا.

. الفئران Bbs4 خالية الخضوع أفكارك الشبكية البقعي واعتلال الشبكية هو الميزة الأساسية في BBS، درسنا شبكية العين من Bbs4 - / - الفئران Bbs4 - / - الفئران من تتراوح أعمارهم بين 7 أشهر أو المعرض الأكبر سنا غياب كامل للخلايا مستقبلة للضوء وفقا لتقييم عدم وجود طبقة النووية الخارجي وعدم وجود مبصرة قطاعات الداخلية والخارجية (الشكل 3 A - D). شبكية العين الداخلية من هذه الحيوانات على ما يبدو سليمة مع الداخلية طبقات الخلايا النووية والعقدية العادية.

تين. 3.
فحص شبكية العين الماوس. (A و B) الهيماتوكسيلين ويوزين تلطيخ أقسام شبكية العين من Bbs4 + / + (A) وBbs4 - / - (B) الماوس. طبقة مبصرة كلها غائبة في Bbs4 - قسم - /. CH، choroids. RPE، في شبكية العين الظهارة الصبغية. OS، الجزء الخارجي؛ ONL، طبقة النووية الخارجي؛ INL، طبقة النووية الداخلية. GCL، طبقة الخلايا العقدية. (C و D) وصفها من قضبان مع مكافحة أوبسين (الأخضر) من Bbs4 + / + (C) وBbs4 - / - (D) الماوس. عدم وجود العلامات في Bbs4 - / - يؤكد قسم الشبكية غياب المستقبلات الضوئية. (E و F) وسمها قضبان مع مكافحة أوبسين (الأخضر) من Bbs4 + / + (E) وBbs4 عمره 6 أسابيع - / - (F) الماوس، مما يدل على وجود خلايا مستقبلة للضوء. طبقات النووية ومستقبلة للضوء الخارجي في Bbs4 - / - القسم ما يقرب من نصف سمك Bbs4 + / + قسم، مشيرا إلى انحطاط كبير خلية مستقبلة للضوء.

لتحديد ما إذا كان غياب المستقبلات الضوئية في الحيوانات الأكبر سنا هو نتيجة تنكس الشبكية أو يمثل الخلل التنموي، قمنا بتقييم عيون من الحيوانات الصغيرة. Bbs4 القديمة اسبوعين - / - يبدو أن الفئران أن يكون شبكية العين العادية. ومع ذلك، في 6 أسابيع من العمر، Bbs4 - / - أظهرت الفئران توهين الجزء الخارجي مبصرة وطبقة النووية الخارجي هو واحد نصف سمك أن الحيوانات التحكم (الشكل 3 E و F.). قبل ستة أسابيع من العمر، لوحظ حدوث مخطط كهربية غير طبيعية، مما يدل على وظيفة الشبكية غير طبيعية. في المرضى الذين يعانون BBS الإنسان، وتنكس الشبكية هو التدريجي بالمثل مع فقدان حدة البصر عادة ما تبدأ قبل 10 عاما من العمر، ومما أدى إلى العمى القانوني 20 سنة من العمر.
درسنا آلية موت الخلايا المستقبلة للضوء في Bbs4 عمرها 6 أسابيع - / - الفئران باستخدام تحليل النفق. الحيوانات السيطرة تمتلك نوى-TUNEL إيجابي نادرة للغاية في شبكية العين، وعلى النقيض من Bbs4 - / - الفئران، والتي تظهر نواة المسمى متعددة لكل قسم (لا تظهر البيانات). لم تراع نوى TUNEL إيجابية في طبقات الخلايا النووية والعقدة الداخلية، مشيرا إلى أنه ليس هناك سوى طبقة النووية الخارجي يتأثر. وتبين هذه النتائج أن Bbs4 - / - الفئران تخضع تنكس الشبكية من خلال آلية أفكارك التي تستهدف على وجه التحديد خلايا مستقبلة للضوء وينطوي على توهين مبصرة قطاعات الخارجي.
. ذكور الفئران Bbs4 خالية لا تتطور سياط لاحظنا أن Bbs4 - / - فشلت الذكور لنجب ذرية. للتحقيق في العقم عند الذكور، درسنا الأنابيب المنوية من Bbs4 - / - الفئران بما في ذلك الشباب الحيوانات الناضجة جنسيا وكذلك الحيوانات الأكبر سنا. في Bbs4 + / حيوانات، لوحظت الحيوانات المنوية مع التشكل الطبيعي في جميع الحيوانات فحصها كما يتضح من وجود سياط ونوى الحيوانات المنوية مكثف (+ الشكل 4 A و C). ومع ذلك، في Bbs4 - / - الذكور، هناك انعدام تام للسياط (الشكل 4 B.، حتى في الخلايا مع رئيس المكثف الحيوانات المنوية وجسيم طرفي) (الشكل 4 D.). عدم القدرة على الكشف عن أي الأسواط في الأنابيب المنوية من الذكور Bbs4 - / - الفئران من مختلف الأعمار، على الرغم من الأدلة تطوير الحيوانات المنوية، يشير إلى أن سياط لا تشكيلها.

تين. 4.
الفحص النسيجي من الماوس الأنابيب المنوية. (A) الهيماتوكسيلين ويوزين تلطيخ قسم الخصيتين من Bbs4 + / + الماوس. سياط واضحة في تجويف أنبوب صغير. (B) الهيماتوكسيلين ويوزين تلطيخ قسم الخصيتين من Bbs4 - / - الماوس يظهر غياب الأسواط في التجويف. (C) طولويدين تلطيخ الأزرق من قسم الخصيتين 1 ميكرون من Bbs4 + / + الماوس تظهر الحيوانات المنوية مع التشكل الطبيعي كما يتضح من وجود سياط ونوى الحيوانات المنوية المختصرة. (D) طولويدين تلطيخ الأزرق من قسم الخصيتين 1 ميكرون من Bbs4 - / - الماوس تبين وجود نواة الحيوان المنوي المختصرة في سياط الغياب.

عدم وجود Bbs4 لا يمنع متحركة أو الابتدائية سيليا تشكيل. ونظرا لتوهين الملحوظ من مبصرة قطاعات الخارجية، وغياب الحيوانات المنوية سياط، وذكرت مؤخرا أدلة على أن بعض البروتينات BBS توطين للهيئات القاعدية، كنا المجهر الإلكتروني لدراسة هيكل كلا متحركة وأهداب الابتدائي في Bbs4 - / - الفئران. تم استخدام المجهر انتقال الإلكترون إلى دراسة هيكل أهداب متحركة من القصبة الهوائية من Bbs4 - / - الفئران. وقد لوحظ هيكل الخيط المحوري العادي مع المقابلة الترتيب 9 + 2 أنيبيب في Bbs4 - / - الفئران (الشكل 5 A). لتقييم بنية أهداب الابتدائي، أجرينا المسح المجهر الإلكتروني على الخلايا الظهارية في الكلى. وقد لوحظ وجود أهداب الرئيسي الممتد من سطح الخلايا أنبوبي كلوي في Bbs4 + / + (الشكل 5 B. وBbs4، السهام) - / - (الشكل 5 السهام) الحيوانات. ولذلك، Bbs4 - / - الفئران تمتلك الأهداب كلا متحركة والأساسي الذي يبدو طبيعيا بشكل صارخ في الطول، عدد، والهيكل.

تين. 5.
الإلكترون التحليل المجهري للأهداب متحركة والابتدائي. (A) نقل الإلكترون صورة مجهرية لشريحة من أهداب في القصبة الهوائية لBbs4 - / - الماوس. تم تعريفها بوضوح تسعة الخارجي واثنين من الأنابيب الدقيقة الداخلية، مشيرا إلى أن البنية الداخلية للأهداب متحركة يبدو طبيعيا. (B و C) الضوئي الإلكترون صورة مجهرية من خلايا النبيبات الكلوية من Bbs4 + / + (B) وBbs4 - / - (C) الماوس. طبيعي الظهور أهداب الابتدائي (السهام) جلية في كل منهما.

حفظ النشوء والتطور من BBS البروتينات. لتحديد ما إذا كانت البيانات النشوء والتطور تدعم دور البروتينات BBS في وظيفة الأهداب، أجرينا تحليل انفجار BBS4 وغيرها من البروتينات BBS المعروفة ضد المتاحة قواعد البيانات تسلسل الجينوم من EnsEMBL (المصحف العضلة، دانيو rerio، ذبابة الفاكهة، وانواع معينة ايليجانس)، JGI (Ciona المعوية وكلاميدوموناس reinhardtii)، TIGR (المثقبيات البروسية والمثقبيات الكروزية)، SGD (خميرة الخباز)، سانجر (السكيراء pombe)، واسع (الرشاشيات nidulans)، وTAIR (نبات الأرابيدوبسيس thaliana). تم تقييم الكائنات التي تم تحديدها المتماثلات BBS المفترضة مزيدا من التحليل الانفجار ضد البروتينات المتوقعة لتلك الكائنات. وكان من النتائج إثارة للدهشة هو أنه، بصفة عامة، والكائنات المهدبة لها تسلسل المتجانسة للغاية لبروتينات BBS، في حين أن الكائنات nonciliated لا (الجدول 1). على سبيل المثال، وحيدة الخلية المهدبة حتى أقل الكائنات مثل T. البروسية، T. الكروزية، وC. reinhardtii يكون تسلسل المتجانسة للغاية لبروتينات BBS المعروفة. بالإضافة إلى ذلك، اللافقاريات مهدبة، Ciona المعوية، لديه تسلسل المتجانسة للغاية لبروتينات BBS. في المقابل، الكائنات بدون أهداب (أي، S. الخباز، السكيراء pombe، الرشاشية المعششة، وA. thaliana) لا تملك متواليات التي هي غاية مثلي لBBS تسلسل البروتين. ومن المثير للاهتمام، D. البطن له المتماثلات فقط لBBS1، BBS4، وBBS8. الاستثناء الملحوظ في حفظ العام للبروتينات BBS في الكائنات المهدبة هو BBS6، التي ليس لها إلا التماثل على مستوى منخفض في معظم الكائنات الحية nonvertebrate تقييمها.

الجدول 1. الشخصي النشوء والتطور من BBS homologies البروتين في جينومات مختلفة تظهر القيم المتوقعة الحصول عليها من تحليل الانفجار من البروتينات BBS الإنسان ضد قواعد البيانات البروتين وتوقع مجموعة من مهدب (MM، DR، CI، CE، CR، TC، السل، DM) و nonciliated (SC، SP، AN، AT) الكائنات الحية

نقاش

وتساهم هذه النتائج الموضحة هنا في فهمنا لوظيفة البروتين BBS4. وتبين لنا أن الفئران التي تفتقر Bbs4 تطوير والسمنة، وعرض تنكس الشبكية، وتفشل في تجميع سياط خلال تكوين الحيوانات المنوية. بناء على توطين بعض البروتينات BBS على الجسم القاعدية من الخلايا المهدبة (7)، يمكن من حيث المبدأ أن تشارك البروتينات BBS في تكون الأهداب، صيانة أهداب والنقل intraflagellar (IFT)، و / أو أنيبيب النقل داخل الخلايا التابعة. نتائجنا تظهر ان غياب البروتين Bbs4 لا يمنع التشكيل الأولي إما أهداب متحركة أو الأساسي، على الرغم من عدم وجود هذا البروتين لا يؤدي إلى فشل تشكيل الأسواط في الحيوانات المنوية الناضجة. هذه النتائج تشير إلى أن هناك اختلافات في متطلبات Bbs4 بين التجمع من الأسواط والأهداب. وقد تبين أن بعض مكونات IFT مطلوبة للأهداب والتجمع سياط (12). ومع ذلك، كما تم الإبلاغ عن بعض الاختلافات في هذه العمليات. على سبيل المثال، وقد تجلى ذلك في ذبابة الفاكهة ما هو مطلوب IFT للتمييز أهداب الحسية، ولكن ليس الحيوانات المنوية (13). مزيد من الدراسة سوف تكون ضرورية لتحديد ما إذا كانت وظائف بروتينات BBS تقتصر على مجموعة فرعية من الأهداب.
وقد أشير إلى أن البروتينات BBS من غير المرجح أن تلعب دورا في IFT لأنهم لا توطين للالخيط المحوري (7). ومع ذلك، وهذه البيانات توطين تتسق مع إمكانية أن البروتينات BBS بمثابة وسطاء للاتصال و / أو نقل الخلايا بين هدب والداخلية للخلية. بدلا من لعب دور مباشر في IFT، قد البروتينات BBS تلعب دور مساعد عن طريق إعداد جزيئات للنقل، أو من خلال لعب دور في النقل داخل الخلايا المرتبطة أنيبيب.
A خلل في IFT يتسق مع تنكس الشبكية التي ينظر اليها في Bbs4 - / - الفئران. ويعتقد أن هدب يربط بين الجزء الداخلي والخارجي للشبكية لتكون الطريق الحصري لنقل البروتينات تصنيعه حديثا من الداخلية إلى الجزء الخارجي. وقد تبين أن تعطل هذه العملية في كينيسين-II نموذج الماوس خروج المغلوب الشرطي أن يسبب تنكس الشبكية، مما يدل على أن IFT هو مطلوب للحفاظ على الجزء الخارجي من خلايا مستقبلة للضوء (14). وتبين لنا أن فقدان Bbs4 لا يمنع التشكيل الأولي للقطاعات مبصرة الخارجي، ونقترح أن غيابها يؤثر سلبا على النقل بين الخلايا ما هو مطلوب للحفاظ على تجديد بسرعة قطاعات الخارجي من هذه الخلايا. فشل تشكيل سياط ومبصرة صيانة الجزء الخارجي في Bbs4 - / - الحيوانات توفر البيانات طفرية الأولى مباشرة مما يدل على دور الهدبية للبروتينات BBS.
بالإضافة إلى البيانات طفرة الماوس، ونحن نقدم بيانات النشوء والتطور مقارنة البروتينات BBS الإنسان وجينومات الكائنات النموذجية. تدل هذه البيانات على الحفاظ على ذات دلالة إحصائية من البروتينات في الكائنات BBS المهدبة أقل، ودعم دور للبروتينات BBS في وظيفة الأهداب. والاستثناء الوحيد لهذه المحافظة هو BBS6. قد يشير هذا إلى أن هذا البروتين هو ليس من الضروري مباشرة للحصول على وظيفة الأهداب في هذه الكائنات. من الفائدة ملاحظة أن ذبابة الفاكهة لديهم المتماثلات لBBS1، BBS4، وBBS8، ولكن ليس لBBS2، وBBS7، مما يوحي بأن BBS1، BBS4، وBBS8 مطلوبة من أجل وظيفة. من المذكرة، وتوفر البيانات النشوء والتطور استراتيجية لتحديد الجينات البشرية الأخرى المعنية في وظيفة الأهداب، والمرشح بالتالي إضافي الجينات BBS. عن طريق تحديد الجينات البشرية التي يتم حفظها على وجه التحديد في الكائنات مهدبة (خصوصا الكائنات مع أحجام الجينوم صغيرة نسبيا) ولكن ليس الحفظ في الكائنات nonciliated، يمكن للمرء تحديد مجموعة فرعية من الجينات التي يتم إثراء للجينات التي تخدم وظائف أهداب ذات الصلة. قوة هذا النهج هو واضح عندما ينظر المرء أنه بالرغم من أن أحجام الجينوم من نوعين المثقبيات هي ≈1٪ من الجينوم البشري، ديهما المتماثلات للجينات BBS.
ومن غير الواضح لماذا عدم وجود Bbs4 يؤدي إلى السمنة. هذا وقد تمثل هذا التأثير مستقل عن دور Bbs4 في وظيفة الهدبية. بدلا من ذلك، فإن وجود السمنة باعتبارها عنصرا رئيسيا من النمط الظاهري BBS قد تشير إلى وجود صلة لم تكن معروفة سابقا بين الوظيفة الهدبية والحفاظ على وزن الجسم المناسب Bbs4 - / - الفئران تبين زيادة الاستهلاك الغذائي بالمقارنة مع الحيوانات مراقبة؛ وبالتالي، مهما كان الدور الذي تلعبه Bbs4 في تنظيم كتلة الجسم يبدو أن تنطوي على تنظيم الشبع. نقص Bbs4 قد يؤدي إلى فقدان الخلايا العصبية طائي المحددة المعنية في الشبع، أو قد يؤدي إلى فشل نقل الخلايا من المكونات الأساسية للخلايا العصبية المهاد.
وسوف تكون ذات فائدة لتحديد ما إذا كان التفاعل الجيني للبروتينات BBS تحدث، سواء الجينات BBS تشكيل مجموعات تكامل، وعما إذا كانت مجموعات من العجز الجزئي (أي الطفرات متخالف) في اثنين أو أكثر من مواضع تؤدي إلى الظواهر BBS. في البشر، هناك بين الوكالات واسعة والتباين المظهري داخل الأسرة، مما يشير إلى وجود مواضع معدل (15، 16). توليد Bbs4 الفئران خروج المغلوب هو خطوة نحو التحقيق في دور المعدلات الوراثية في BBS. وتجدر الإشارة إلى أن عناصر من النمط الظاهري (السمنة، وتنكس الشبكية، والعقم) يبدو أن توغل كبير في الحيوانات درس حتى الآن. هذه النتيجة تدعم الفرضية القائلة بأن في البشر، ورثت BBS ومرض وراثي جسمي مقهور مع التعبيرية متغير (17). بل هو أيضا من الفائدة التي Bbs4 - / - الفئران ليس لديها بعض مكونات النمط الظاهري البشري، وأبرزها polydactyly. وسوف تكون ذات فائدة لتحديد ما إذا كان عدم وجود polydactyly غير محددة لالفئران Bbs4 فارغة وإذا كانت هناك مكونات الجينات المحددة من النمط الظاهري BBS

 

__________________
استشارى الادوية الطبيعيه وباحث وخبير فى علاجات التوحد
رد مع اقتباس