Anzeige
The study provides insight on a previously unknown genetic mechanism and could eventually help with diagnosis, prevention and treatment of cleft lip, which affects more than five million people worldwide. The findings appeared Oct. 5 in the journal Nature Genetics.
In 2004, a worldwide team involving the University of Iowa identified the gene IRF6 as a contributor to about 12 percent of cases of the common form of cleft lip and palate. The new finding pinpoints a regulatory part of the IRF6 gene that binds to a protein called AP2. This regulatory part controls how much and when the critical IRF6 protein is made.
The finding involved the lab of University of Iowa Carver College of Medicine faculty member Jeff Murray in collaboration with the University of Iowa lab of Frederick Domann, Ph.D., and adjunct faculty member Brian Schutte, Ph.D. Other investigators in Denmark, Norway, Scotland, Italy, the Philippines, California, and at the National Institutes of Health and the University of Pittsburgh were also critical to the investigation.
"We knew from the earlier study that IRF6 increases the risk of clefting. There are millions of common variants in the humane genome, but only a fraction have beneficial or harmful functions," said Fedik Rahimov, Ph.D., the lead author of the study and a graduate of the University of Iowa Interdisciplinary Program in Genetics, who worked in Murray's lab.
"We found that a common variant in the IRF6 gene severely disrupts the ability of AP2 to bind to it. This in turn disrupts proper expression of the IRF6 gene," said Rahimov, who is now a postdoctoral research fellow at Harvard Medical School.
The team used computational and biological approaches to conduct the study. First, with assistance from the NIH Intramural Sequencing Center at the National Human Genome Research Institute and based on previous University of Iowa research, the investigators used nonhuman DNA to predict potential regulatory sections around the gene in question.
Regulatory sections are separate from, but affect, the protein coding sections of genes. Regulatory sections are generally highly "conserved," meaning they have not changed much over evolution. However, one of the regulatory sections around IRF6 revealed a single nucleotide variant, so the team focused on the corresponding area in human DNA already identified by a previous UI graduate student.
Next, through a connection with the Lawrence Berkeley National Laboratory at the University of California, the variant was shown to reside in a regulatory element that controls IRF6 expression. The team then studied large DNA collections on cleft lip and palate and found that among nearly 3,000 families those with cleft lip only were far more likely to have the genetic variant.
"It was most striking that this variant was associated with clefts of the lip only," Rahimov said. "We always thought that cleft lip alone and cleft lip with cleft palate were the same disease. Now we see a difference and will analyze patients with cleft lip separately from those who have both cleft lip and palate."
The investigative work on AP2 involved collaboration between Rahimov and Michael Hitchler, Ph.D., currently a post-doctoral fellow at the University of Southern California and a recent graduate of the University of Iowa Graduate Program in Free Radical and Radiation Biology, who worked in Domann's lab. That lab was studying the role of AP2 in cancer, and so, already had developed research technology to study AP2 binding. Using this technology, the lab was able to rapidly provide evidence that AP2 was bound to the IRF6 regulatory region.
"Mike Hitchler was able to help Fedik show that the IRF6 gene had a bona fide binding site for the AP2 transcription factor, and that this binding site was disrupted by the genetic variant," said Domann, University of Iowa professor of radiation oncology. "This was very solid evidence for understanding this newly discovered mechanism behind cleft lip.
"It's a great example of what can be achieved when investigators from seemingly disparate fields collaborate and cooperate," Domann added.
Becky Soglin | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.uiowa.edu
Weitere Berichte zu: AP2 > bind > cleft lip > DNA > genetic mechanism > genetic variant > Genetics > humane genome > IRF6 > lip > palate > Rahimov > regulatory > variant
Ocean warming causes elephant seals to dive deeper
09.02.2012 | Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung
How the zebra got its stripes
09.02.2012 | The Company of Biologists
Erstmals gezeigt, dass Atomkerne transparent werden
Einem Team von DESY-Wissenschaftlern um Dr. Ralf Röhlsberger gelang es an der hochbrillanten Synchrotronlichtquelle PETRA III, Atomkerne mit Hilfe von Röntgenlicht transparent zu machen. Sie entdeckten dabei gleichzeitig ein neues Prinzip, um einen optisch gesteuerten Schalter für Licht herzustellen, also Licht mit Licht zu beeinflussen, ein wichtiger Baustein auf dem ...
Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst
Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...
Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.
Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.
Das System ...
Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.
Im Herzen der südlichen Milchstraße, im Sternbild Carina (Der Schiffskiel, [1]), befindet sich in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren die Sternkinderstube des Carinanebels. Diese ausgedehnte Wolke aus leuchtendem Gas und Staub ist von der Erde aus gesehen eine der nächstgelegenen Geburtsstätten massereicher Sterne.
Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...
Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.
Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...
Anzeige
Anzeige

Kaltwasserkorallen als Anpassungskünstler?
09.02.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz
Wandel der Hochschulbildung in Deutschland und Professionalisierung
09.02.2012 | Studien Analysen
Ocean warming causes elephant seals to dive deeper
09.02.2012 | Biowissenschaften Chemie
7. Mannheimer Arbeitsrechtstag am 14. März mit Experten aus Theorie und Praxis
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
International Forum on Terahertz Spectroscopy and Imaging
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Teams aus neun Ländern treffen sich an der Leibniz Universität zum 6th Hanover PreMoot
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten