“Những gene ảnh hưởng đến sự phát triển sụn có thể đóng vai trò gấp đôi là ‘gene chiều cao'”

Bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao một số người lại cao hơn những người khác chưa? Chiều cao của chúng ta, đặc điểm quyết định ngoại hình của chúng ta, là kết quả của sự tương tác giữa gen và môi trường của chúng ta.

Theo một ước tính, khoảng 80% chiều cao của một người có thể được giải thích bằng các biến thể trình tự DNA mà họ thừa hưởng, nhưng gen nào chịu trách nhiệm cho những tác động này và tác động của chúng đối với chiều cao chỉ được hiểu một phần.

Theo một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí bộ gen tế bào, manh mối để xác định tính di truyền của chiều cao có thể nằm trong các đĩa tăng trưởng — sụn gần đầu xương cứng lại khi chúng ta lớn lên khi còn nhỏ. Khi tấm tăng trưởng này đóng lại, nó được thay thế bằng xương cứng và chiều cao của bạn bị khóa suốt đời.

di truyền xương

Nghiên cứu mới hiện đã xác định được một nhóm gen kiểm soát sự phát triển của các tế bào sụn này, và do đó xác định chiều dài và hình dạng của xương cũng như vị trí tổng thể của chúng ta.

Tác giả cao cấp của nghiên cứu, Nora Renthal của Bệnh viện nhi Boston và Đại học Harvard, giải thích rằng việc hiểu về di truyền học của bộ xương là rất quan trọng để hiểu xương phát triển như thế nào. Là một bác sĩ nội tiết nhi khoa, anh ấy quan tâm đến những đứa trẻ mắc các bệnh về xương và hy vọng sẽ tiết lộ thêm về mối quan hệ giữa gen, đĩa tăng trưởng và sự phát triển của bộ xương.

Renthal nói với ZME Science: “Chúng tôi đã tìm thấy một số gen liên quan đến những thay đổi chức năng trong quá trình trưởng thành của tế bào sụn (tế bào được tìm thấy trong sụn khỏe mạnh) và nhiều gen trong số chúng cũng tham gia vào các nghiên cứu liên kết trên toàn bộ gen (GWAS) về chiều cao của con người”.

Để xác định các gen liên quan đến chiều cao, nhóm nghiên cứu đã phân tích 600 triệu tế bào sụn của chuột có tên là chondrocytes. Họ đang tìm kiếm những gen mà khi bị xóa bằng công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR, có thể làm thay đổi sự phát triển và trưởng thành của tế bào, cuối cùng ảnh hưởng đến chiều cao của con người. Đây là một công việc lớn đòi hỏi rất nhiều nỗ lực và thời gian cẩn thận.

Renthal cho biết: “Tôi cảm thấy như mình đang trở lại cơ sở y tế nội trú, trải qua nhiều giờ trong bệnh viện! Tuy nhiên, thật thú vị khi thấy kết quả của công việc khó khăn của chúng tôi và khám phá những hiểu biết mới về cơ chế di truyền kiểm soát sự phát triển của xương”.

Tổng cộng, cuộc tìm kiếm đã tiết lộ 145 gen, khi bị loại bỏ, có liên quan đến rối loạn xương. Do đó, gen này có thể quan trọng đối với sự trưởng thành và hình thành xương khỏe mạnh.

Sau đó, các nhà nghiên cứu đã so sánh các gen này với dữ liệu từ các nghiên cứu kết hợp trên toàn bộ bộ gen (GWAS) về chiều cao của con người. Nghiên cứu đã so sánh DNA của hàng nghìn người tham gia có chiều cao khác nhau để xác định các điểm nóng nơi “gen chiều cao” cư trú. Tuy nhiên, những điểm nóng này thường chứa nhiều gen có thể có các chức năng hoàn toàn không liên quan, khiến các nhà nghiên cứu gặp khó khăn trong việc nghiên cứu các mục tiêu riêng lẻ.

So sánh cho thấy các gen ảnh hưởng đến các tế bào sụn trùng với các điểm nóng từ GWAS chiều cao của con người. Điều này có nghĩa là các gen của tế bào sụn này rất có thể đóng vai trò xác định vị trí của chúng ta. Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng nhiều gen chiều cao được đề xuất bởi GWAS dẫn đến sự trưởng thành sớm trong các tế bào sụn, cho thấy những thay đổi di truyền ảnh hưởng đến sự trưởng thành của tế bào sụn có thể có tác động rõ rệt hơn đối với chiều cao.

“Mặc dù nghiên cứu của chúng tôi đã xác định được một số mục tiêu di truyền mới dường như có liên quan đến cả những thay đổi chức năng của tế bào sụn và GWAS chiều cao, chúng tôi vẫn chưa thu hẹp toàn bộ tập hợp các dấu hiệu và gen góp phần vào chiều cao. Tuy nhiên, phát hiện của chúng tôi là một bước quan trọng trong sự hiểu biết của chúng tôi về bản chất phức tạp này, và chúng tôi hy vọng nó sẽ giúp hướng dẫn nghiên cứu trong tương lai trong lĩnh vực này,” Renthal nói.

Giúp trẻ chống rối loạn tăng trưởng xương

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng mặc dù các nghiên cứu trên tế bào chuột có thể không hoàn toàn phù hợp với con người và GWAS là nghiên cứu quan sát không thể mô tả đầy đủ nguyên nhân và ảnh hưởng của chiều cao, nghiên cứu mới cung cấp một phương pháp mới để kết nối hai phương pháp và cung cấp những hiểu biết mới về con người. . di truyền học.

Nhóm dự định sử dụng phương pháp này để tìm hiểu tác động của hormone đối với tế bào sụn và điều tra một số trong số 145 gen không liên quan đến sự phát triển của xương. Những cuộc điều tra này có thể tiết lộ các gen và con đường mới đóng vai trò trong sự phát triển của xương.

Cuối cùng, hiểu biết về sinh học tấm tăng trưởng có thể giúp các nhà nghiên cứu can thiệp sớm hơn vào bộ xương đang phát triển và cuộc sống của trẻ em mắc chứng loạn sản xương. Bằng cách hiểu thêm về cách di truyền ảnh hưởng đến sự phát triển của xương, Renthal hy vọng chúng ta có thể phát triển các phương pháp điều trị có thể cải thiện chất lượng cuộc sống của họ.

“Tôi hy vọng những phát hiện của chúng tôi có khả năng dẫn đến các liệu pháp mới cho một số bệnh về xương bằng cách giúp xác định các gen và con đường cụ thể liên quan đến sự phát triển của xương”, ông nói thêm:

“Một khía cạnh thú vị trong nghiên cứu của chúng tôi là nó làm nổi bật sức mạnh của sự hợp tác và các phương pháp tiếp cận liên ngành. Nghiên cứu của chúng tôi có sự tham gia của các nhà nghiên cứu từ sinh học máy tính và sinh học tế bào/phân tử, tất cả cùng làm việc để đạt được một mục tiêu chung. Bằng cách kết hợp chuyên môn và kiến ​​thức của mình, chúng tôi hy vọng sẽ đóng góp quan trọng vào hiểu biết của chúng ta về sự phát triển của xương và sự thay đổi chiều cao.”