Главная » Новости проекта, Полный перечень статей » Исследователи обнаружили генетическую мутацию, лежащую в основе истощения головного мозга у детей
Эшли Шаффер, доцент кафедры генетики в Медицинской школе Университета Кейса, а также команда экспертов по генетике обнаружили генетическую мутацию и ошибочный процесс, которые вызывают истощение головного мозга у детей.
Выводы, опубликованные в Nature Genetics, указывают на мутации в гене альфа-N-катенин (CTNNA2), который способствует клеточной адгезии и пахигирию, один из наиболее серьезных дефектов головного мозга у людей. Большинство пациентов с этой аномалией имеют очень глубокие нарушения в развитии и не могут ходить или ухаживать за собой. Дети с диагнозом этого редкого заболевания живут около 10 лет.
Пахигирия характеризуется аномальной миграцией мозговых нервных клеток, известных как нейроны, при развитии мозга и нервной системы в целом. Используя генетическое секвенирование и изучение трех семей с этим заболеванием, исследовательская группа обнаружила, что у детей с пахигирией имеется мутация в обеих копиях гена CTNNA2. Мутация в гене CTNNA2 приводит к нарушению миграции нервных клеток из своего источника происхождения в их конечный пункт назначения, а именно в кору головного мозга. Кора управляет речевой функцией, сознанием, чувственным восприятием и другими жизненно важными функциями.
«то, что мутации в альфа-N-катеине вызывают пахигирию, является важным шагом в понимании того, как регулируется развитие нейронов», – сказал Шаффер, первый автор исследования.
В частности, в тканях здорового головного мозга CTNNA2 связывается с актином, белком, который контролирует форму клеток и помогает нейронам перемещаться в правильное положение внутри кортикальных слоев головного мозга. Это связывание препятствует тому, чтобы другой белок, называемый ARP2/3, сам по себе связывался с актином. Но исследовательская группа обнаружила, что, когда в гене CTNNA2 имеются мутации, чрезмерное количество ARP2/3 связывается с актином, а это, в конечном счете, приводит к нарушению механизмов, необходимых для соответствующей миграции и разветвления нервных клеток. В частности, результирующая чрезмерная активность ARP2/3 приводит к чрезмерному разветвлению, что ухудшает рост и стабильность нейронов. Это открытие повышает вероятность генной инженерии с помощью таких методов, как CRISPR-Cas9.
Уже несколько десятилетий известно, что координированное регулирование актинового цитоскелета имеет решающее значение для правильного позиционирования нейронов в мозге (цитоскелет представляет собой сеть белковых нитей и микротрубочек, которые поддерживают клетку, придавая ей форму, а также играют ключевую роль в переносе молекул, делении и миграции клеток). Как актиновый цитоскелет регулируется на молекулярном уровне в нейронах еще полностью не ясно, но новые результаты от Шаффера и его коллег помогут решить эту проблему.
В дополнение к раскрытию ключевого гена, ответственного за пахигирию, и описанию того, как работают его механизмы, исследователи обнаружили изменения состояния мозга. Обычно в случаях пахигирии либо передняя, либо задняя часть головного мозга более гладкая. В случаях нормального развития мозга эти области содержат множество складок и борозд, что, в целом, напоминает собой цветную капусту. В трех изученных семьях исследователи обнаружили, что и передняя, и задняя части мозга были гладкими. «Тот факт, что мы нашли эту уникальную особенность, заставило нас сделать вывод, что новый ген, ранее не связанный с пахигирией, несет ответственность за проблемы в процессе развития извилин (складок и борозд). И это оказалось правдой», – сказал Шаффер.
Члены группы, в которую входят исследователи со всего США, Ближнего Востока, Индии и Европы, будут дополнительно изучать последствия своих выводов у людей с мутациями в гене CTNNA2, которые страдают эпилепсией, аутизмом и шизофренией.
Ещё новости: