CDK13-related disorder, also known as congenital heart defects, dysmorphic facial features and intellectual developmental disorder (CHDFIDD) is associated with mutations in the CDK13 gene encoding transcription-regulating cyclin-dependent kinase 13 (CDK13). Here, we focused on the development of craniofacial structures and analyzed early embryonic stages in CHDFIDD mouse models, with one model comprising a hypomorphic mutation in Cdk13 and exhibiting cleft lip/palate, and another model comprising knockout of Cdk13, featuring a stronger phenotype including midfacial cleft. Cdk13 was found to be physiologically expressed at high levels in the mouse embryonic craniofacial structures, namely in the forebrain, nasal epithelium and maxillary mesenchyme. We also uncovered that Cdk13 deficiency leads to development of hypoplastic branches of the trigeminal nerve including the maxillary branch. Additionally, we detected significant changes in the expression levels of genes involved in neurogenesis (Ache, Dcx, Mef2c, Neurog1, Ntn1, Pou4f1) within the developing palatal shelves. These results, together with changes in the expression pattern of other key face-specific genes (Fgf8, Foxd1, Msx1, Meis2 and Shh) at early stages in Cdk13 mutant embryos, demonstrate a key role of CDK13 in the regulation of craniofacial morphogenesis.

• Klíčová slova
• Axons, CDK13, Craniofacial development, Neurite outgrowth, Orofacial clefts, Trigeminal ganglion,
• MeSH
• cyklin-dependentní kinasy metabolismus   genetika   MeSH
• embryo savčí metabolismus   MeSH
• embryonální vývoj * genetika   MeSH
• fenotyp MeSH
• lebka embryologie   patologie   MeSH
• mentální retardace genetika   MeSH
• modely nemocí na zvířatech * MeSH
• mutace genetika   MeSH
• myši MeSH
• nervus trigeminus embryologie   MeSH
• neurogeneze * genetika   MeSH
• obličej embryologie   abnormality   MeSH
• protein doublecortin MeSH
• rozštěp patra genetika   patologie   embryologie   MeSH
• rozštěp rtu genetika   patologie   embryologie   MeSH
• vývojová regulace genové exprese * MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• myši MeSH
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• Názvy látek
• cyklin-dependentní kinasy MeSH
• Dcx protein, mouse MeSH Prohlížeč
• protein doublecortin MeSH

Facial shape is the basis for facial recognition and categorization. Facial features reflect the underlying geometry of the skeletal structures. Here, we reveal that cartilaginous nasal capsule (corresponding to upper jaw and face) is shaped by signals generated by neural structures: brain and olfactory epithelium. Brain-derived Sonic Hedgehog (SHH) enables the induction of nasal septum and posterior nasal capsule, whereas the formation of a capsule roof is controlled by signals from the olfactory epithelium. Unexpectedly, the cartilage of the nasal capsule turned out to be important for shaping membranous facial bones during development. This suggests that conserved neurosensory structures could benefit from protection and have evolved signals inducing cranial cartilages encasing them. Experiments with mutant mice revealed that the genomic regulatory regions controlling production of SHH in the nervous system contribute to facial cartilage morphogenesis, which might be a mechanism responsible for the adaptive evolution of animal faces and snouts.

• Klíčová slova
• cartilage induction, cleft palate, developmental biology, embryonic development, facial shaping, mammalian face, mouse, regenerative medicine, sonic hedgehog, stem cells,
• MeSH
• chondrocyty cytologie   účinky léků   metabolismus   MeSH
• čichová sliznice cytologie   účinky léků   růst a vývoj   metabolismus   MeSH
• embryo savčí MeSH
• homeoboxový protein Nkx-2.2 MeSH
• homeodoménové proteiny genetika   metabolismus   MeSH
• integrasy genetika   metabolismus   MeSH
• kolagen typ II genetika   metabolismus   MeSH
• lidé MeSH
• maxilofaciální vývoj genetika   MeSH
• morfogeneze účinky léků   genetika   MeSH
• mozek účinky léků   růst a vývoj   metabolismus   MeSH
• mutageny aplikace a dávkování   MeSH
• myši transgenní MeSH
• myši MeSH
• nosní chrupavky cytologie   účinky léků   růst a vývoj   metabolismus   MeSH
• obličej anatomie a histologie   embryologie   MeSH
• obličejové kosti cytologie   účinky léků   růst a vývoj   metabolismus   MeSH
• proteiny dánia pruhovaného MeSH
• proteiny hedgehog genetika   metabolismus   MeSH
• rekombinantní fúzní proteiny genetika   metabolismus   MeSH
• signální transdukce * MeSH
• tamoxifen aplikace a dávkování   MeSH
• transkripční faktory genetika   metabolismus   MeSH
• vývojová regulace genové exprese MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• myši MeSH
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH
• Názvy látek
• Col2a1 protein, mouse MeSH Prohlížeč
• Cre recombinase MeSH Prohlížeč
• homeoboxový protein Nkx-2.2 MeSH
• homeodoménové proteiny MeSH
• integrasy MeSH
• kolagen typ II MeSH
• mutageny MeSH
• proteiny dánia pruhovaného MeSH
• proteiny hedgehog MeSH
• rekombinantní fúzní proteiny MeSH
• SHH protein, human MeSH Prohlížeč
• tamoxifen MeSH
• transkripční faktory MeSH