Zebrafish pētījums palīdz ID gēniem, kas saistīti ar autismu, šizofrēniju

Pētnieki Djūkas Universitātes Medicīnas centrā nesen pārstādīja cilvēka gēnu kopu zebrafish un pēc tam izmantoja, lai identificētu gēnus, kas ir atbildīgi par galvas izmēru dzimšanas brīdī. Cilvēka mazuļa galvas izmērs ir saistīts ar autismu, kā arī citiem galvenajiem neiroloģiskiem traucējumiem, piemēram, šizofrēniju.

"Medicīnisko pētījumu laikā mums ir jāsadalās bioloģijas notikumos, lai mēs varētu saprast precīzus mehānismus, kas izraisa neiroloģiskās attīstības pazīmes," sacīja vecākais autors Nicholas Katsanis, Ph.D., attīstības bioloģijas, pediatrijas un šūnu bioloģijas profesors.

Katsanis teica, ka viņš zināja, ka 16. hromosomas reģions bija viens no lielākajiem autisma un šizofrēnijas ģenētiskajiem faktoriem, taču saruna Eiropas medicīnas sanāksmē viņam norādīja uz informāciju, ka izmaiņas tajā pašā reģionā ir saistītas arī ar jaundzimušā galvas izmēra izmaiņām. .

Šo problēmu bija grūti risināt, jo reģionā bija lielas DNS izdzēšanas un dublēšanās, kas ir visizplatītākās cilvēka mutācijas, viņš teica, piebilstot: "Interpretācija ir mokoši grūta."

Tas ir tāpēc, ka DNS dublēšanās vai trūkstoša DNS parasti ietver vairākus gēnus.

"Ir ļoti grūti pāriet no" šeit ir reģions ar daudziem gēniem, dažreiz virs 50 "uz" šie ir gēni, kas virza šo patoloģiju "," sacīja Katsanis.

Tad viņam bija mirklis. Pētnieku pētītā genoma zona izraisīja pretējus smadzeņu šūnu augšanas defektus.

"Mēs sapratām, ka attiecīgā gēna pārmērīga ekspresēšana var dot vienam fenotipam - mazāku galvu -, bet tā paša gēna izslēgšana var dot otru, lielāku galvu," viņš teica.

Pētnieki pārstādīja kopēju cilvēka 16. hromosomas dublēšanās zonu, kas, kā zināms, satur 29 gēnus, zebrafish embrijos un pēc tam sistemātiski palielināja aktivitāti, lai atrastu, kas varētu izraisīt mazu galvu (mikrocefāliju). Pēc tam viņi nomāca to pašu gēnu kopu, lai noskaidrotu, vai kāds no tiem nav izraisījis abpusēju defektu: lielākas galvas (makrocefālija).

Pētnieki zināja, ka reģiona, kurā bija šie 29 gēni, dzēšana notika 1,7 procentos bērnu ar autismu, viņš teica.

Komandai bija nepieciešami daži mēneši, lai sadalītu šādu “kopijas numura variantu” - genoma izmaiņas, kā rezultātā nenormāli daudz ir viena vai vairākas hromosomu DNS sadaļas, viņš ziņoja.

"Tagad mēs varam pāriet no ģenētiskā atraduma, kas ir jutīgs pret devām, un sākt uzdot pamatotus jautājumus par šo gēnu, jo tas attiecas uz neirokognitīvajām īpašībām, kas ir liels lēciens," sacīja Katsanis, paskaidrojot, ka neirokognitīvā atsauce attiecas uz spēju domāt, koncentrēties, iemesls, atcerieties, apstrādājiet informāciju, mācieties, saprotiet un runājiet.

Katsanis atzīst, ka autistiskas vai šizofrēnijas uzvedības pētīšanai zebražos ir galvenie ierobežojumi, taču mēs varam izmērīt galvas izmēru, žokļa izmēru vai sejas anomālijas.

Attiecīgais gēns KCTD13 ir atbildīgs par galvas lieluma palielināšanu zebražos, regulējot jaunu smadzeņu šūnu izveidošanos un iznīcināšanu. Šis atklājums ļāva komandai koncentrēties uz analogo cilvēku gēnu.

"Šis gēns veicina autisma gadījumus un, iespējams, ir saistīts ar šizofrēniju un arī bērnu aptaukošanos," sacīja Katsanis.

Kad gēns ir atklāts, pētnieki var pārbaudīt tā ražoto olbaltumvielu. "Kad jums ir olbaltumvielas, jūs varat sākt uzdot vērtīgus funkcionālus jautājumus un uzzināt, ko gēns dara dzīvniekā vai cilvēkā," sacīja Katsanis.

Kopiju skaitļu varianti, piemēram, tie, kurus šī komanda atrada 16. hromosomā, tagad tiek uzskatīti par vienu no visbiežāk sastopamajiem ģenētisko mutāciju avotiem. Simtiem, ja ne tūkstošiem šādu hromosomu svītrojumu un dublēšanos ir konstatēts pacientiem ar plašu klīnisko problēmu klāstu, īpaši ar neiroloģiskās attīstības traucējumiem, sacīja pētnieks.

"Tagad mums var būt efektīvs rīks to sadalīšanai, kas dod mums iespēju uzlabot gan diagnozi, gan izpratni par slimības mehānismiem," sacīja Katsanis.

Pētījums tika publicēts tiešsaistē žurnālā Daba.

Avots: Hercoga Universitātes Medicīnas centrs