Ученые из Университета Мэриленда (США) обнаружили, что мутация в гене цистатионина бета-синтазы «а» (cbsa) предотвращает кровоток в глазах слепой пещерной рыбы во время критической фазы развития. Понимая, как слепые рыбы процветают с мутировавшей cbsa, исследователи могут в будущем разработать методы лечения гомоцистинурии, сообщает пресс-служба вуза. Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
Astyanax mexicanus (мексиканская тетра) – небольшая пресноводная рыба, достигающая в длину максимум 12 сантиметров. У этой мексиканской рыбки существует две формы: зрячая и слепая. Известно около 30 разновидностей мексиканской тетры, живущих в глубоких пещерах, которые утратили остроту зрения и даже сами глаза: органы зрения у них покрыты кожей и соединительной тканью.
«Мы знаем, что гены, контролирующие дегенерацию глаз, разбросаны по всему геному мексиканских пещерных рыб, – сказал Уильям Джеффри (William Jeffery), профессор биологии в Университете Мэриленда. – Может быть от 10 до 20 различных генов, и это первый раз, когда мы смогли определить один конкретный ген и показать механизм в действии».
Во время поисков генов, которые изменяют экспрессию в критический период развития пещерных рыб, ученые оставили четыре гена-кандидата. Одним из них был ген cbsa, который мутировал у всех слепых обитающих в пещере разновидностях Astyanax mexicanus, тогда как у зрячих мексиканских тетр он работал без сбоев.
Чтобы убедиться, что мутации в cbsa были вовлечены в дегенерацию глаз у пещерных рыб, ученые использовали инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9 и другой метод для мутации нормального гена cbsa в икринках зрячих рыб. Большинство икринок выросли во взрослых особей, у которых глаза либо не развились полноценно, либо отсутствовали вовсе. Затем исследователи показали, что они могут обратить вспять дегенерацию глаз у пещерных рыб, если введут нормальный генетический материал cbsa в эмбрионы рыбы.
Ученые полагают, что повреждение сосудистой системы вокруг глаз, вызванное мутировавшей cbsa, лишает развивающиеся глаза кислорода и ведет к их исчезновению.
Более того, исследователи увидели параллели между слепыми пещерными рыбами и людьми с гомоцистинурией – болезнью, которая вызывает нарушение зрения и может привести к кровоизлиянию, инсульту, сердечным приступам и преждевременной смерти. Известно, что за это заболевание у людей ответственен именно ген cbsa. Понимание того, как слепые пещерные рыбы выживают и процветают с мутировавшей cbsa, может помочь исследователям в будущем разработать методы лечения гомоцистинурии.
[Фото: UNIVERSITY OF MARYLAND]
