Gen des Monats Dezember: CIROP

CIROP ist ein neu entdecktes Gen, das eine essentielle Funktion für die Entwicklung von und Unterscheidung zwischen linker und rechter Körperhälfte beim Menschen besitzt. Ein Team aus Wissenschaftler*innen unter der Leitung von Bruno Reversade vom Genome Institute of Singapore (GIS) konnte eine Gruppe von fünf Genen identifizieren, die unmittelbar zur Links-Rechts-Asymmetrie beitragen und die offenbar im Verlauf der Wirbeltierevolution erst verschwunden und später wiederaufgetreten sind. Ihre Expression stimmt mit dem Vorhandensein von beweglichen haarähnlichen Zellfortsätzen (Zilien) in einer speziellen embryonalen Region in bestimmten Wirbeltieren überein. In diesem so genannten Links-Rechts-Organisator sorgen die beweglichen Zilien für einen gerichteten Flüssigkeitsstrom. Dem bislang unbekannten Gen gaben die Forscher*innen daher den Namen ciliated left–right organizer metallopeptide (CIROP). Ausgehend vom Zebrafisch führten die Wissenschaftler*innen umfangreiche Untersuchungen auch im Frosch- und Mausmodell und Knockout-Experimente mittels Genomeditierung durch, um die Funktion des Proteins zu ermitteln.

Während von außen betrachtet der menschliche Körper etwa in Bezug auf die Gliedmaßen symmetrisch aufgebaut ist, zeigt sich im Körperinneren ein anderes Bild: Organe wie Herz, Leber oder Milz sind ungleich verteilt. Für ihre Anordnung muss während Embryonalentwicklung festgelegt werden, wo sich welche Körperseite befindet. Diese Aufgabe erfüllt der Link-Rechts-Organisator durch eine Signalkaskade. Gerät die Asymmetrie jedoch durcheinander, drohen schwere Fehlbildungen wie angeborene Herzfehler oder eine vertauschte Lage von inneren Organen. Ausgehend von den in Tierexperimenten gewonnenen evolutionären Erkenntnissen suchten die Wissenschaftler*innen in der im Fachjournal Nature Genetics publizierten Studie nach entsprechenden genetischen Veränderungen beim Menschen. So identifizierten sie bei 21 Patient*innen mit Organverlagerungen bzw. angeborenen Herzfehlern autosomal rezessive Varianten des CIROP-Gens.

Szenker-Ravi E, Ott T, Khatoo M, … Reversade B. Discovery of a genetic module essential for assigning left-right asymmetry in humans and ancestral vertebrates. Nat Genet. 2021 Dec 13. doi: 10.1038/s41588-021-00970-4. Epub ahead of print.

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