„Zebrafish“ tyrimas padeda identifikuoti genus, susijusius su autizmu, šizofrenija

Duke'o universiteto medicinos centro mokslininkai neseniai persodino žmogaus genų rinkinį į zebrafishą ir panaudojo jį genams, atsakingiems už galvos dydį gimus, nustatyti. Kūdikių galvos dydis yra susijęs su autizmu, taip pat su kitais pagrindiniais neurologiniais sutrikimais, tokiais kaip šizofrenija.

"Atlikdami medicininius tyrimus, turime išsklaidyti biologijos įvykius, kad galėtume suprasti tikslius mechanizmus, kurie sukelia neurodevelopment bruožus", - sakė vyresnysis autorius Nicholas Katsanis, Ph.D., vystymosi biologijos, pediatrijos ir ląstelių biologijos profesorius.

Katsanis teigė žinąs, kad 16 chromosomos regionas yra vienas didžiausių genetinių autizmo ir šizofrenijos veiksnių, tačiau pokalbis Europos medicinos susitikime parodė, kad pokyčiai tame pačiame regione taip pat buvo susiję su naujagimio galvos dydžio pokyčiais. .

Šią problemą buvo sunku išspręsti, nes regione buvo daug DNR ištrynimų ir pasikartojimų, kurie yra dažniausios žmogaus mutacijos, sakė jis, pridurdamas: „Aiškinimas yra kankinančiai sunkus“.

Taip yra todėl, kad DNR dubliavimasis ar trūkstama DNR paprastai apima kelis genus.

"Labai sunku pereiti nuo" čia yra regionas, kuriame yra daug genų, kartais daugiau nei 50 ", į" tai yra genai, lemiantys šią patologiją ", - sakė Katsanis.

Tada jis turėjo lemputės akimirką. Tyrėjų tyrinėta genomo sritis sukėlė priešingus smegenų ląstelių augimo defektus.

"Mes supratome, kad per didelis atitinkamo geno ekspresas gali suteikti vieną fenotipą - mažesnę galvą, o uždarius tą patį geną, galima gauti kitą, didesnę galvą", - sakė jis.

Mokslininkai persodino bendrą žmogaus chromosomos 16 dubliavimo sritį, kurioje, kaip žinoma, yra 29 genai, į zebrafish embrionus ir sistemingai padidino aktyvumą, kad surastų mažą galvą (mikrocefaliją). Tada jie slopino tą patį genų rinkinį, norėdami sužinoti, ar kuris nors iš jų sukėlė abipusį defektą: didesnės galvos (makrocefalija).

Tyrėjai žinojo, kad 1,7 proc. Autizmu sergančių vaikų ištrynė regioną, kuriame buvo šie 29 genai.

Komandai prireikė kelių mėnesių, kad būtų išpjautas toks „egzemplioriaus skaičiaus variantas“ - genomo pakitimas, dėl kurio atsiranda nenormalus vienos ar kelių chromosomų DNR sekcijų skaičius, pranešė jis.

"Dabar galime pereiti nuo genetinės išvados, kuri yra jautri dozėms, ir pradėti kelti pagrįstus klausimus apie šį geną, nes jis susijęs su neurokognityvinėmis savybėmis, o tai yra didelis šuolis", - sakė Katsanis, paaiškindamas, kad neurokognityviai reiškia gebėjimą mąstyti, susikaupti, priežastis, prisiminti, apdoroti informaciją, mokytis, suprasti ir kalbėti.

Katsanis pripažįsta, kad yra „didelių apribojimų tiriant autistinį ar šizofreninį elgesį zebražuvėse, tačiau galime išmatuoti galvos dydį, žandikaulio dydį ar veido anomalijas“.

Aptariamas genas, KCTD13, yra atsakingas už galvos dydžio padidėjimą zebrafike, reguliuodamas naujų smegenų ląstelių kūrimąsi ir sunaikinimą. Šis atradimas leido komandai sutelkti dėmesį į analogišką žmonių geną.

"Šis genas prisideda prie autizmo atvejų ir tikriausiai yra susijęs su šizofrenija ir vaikų nutukimu", - sakė Katsanis.

Kai genas bus atskleistas, mokslininkai gali ištirti jo gaminamą baltymą. „Gavę baltymų, galite pradėti užduoti vertingus funkcinius klausimus ir sužinoti, ką genas veikia gyvūnui ar žmogui“, - sakė Katsanis.

Manoma, kad kopijų skaičių variantai, pavyzdžiui, tie, kuriuos ši komanda rado 16 chromosomoje, yra vienas iš labiausiai paplitusių genetinių mutacijų šaltinių. Šimtai, jei ne tūkstančiai, tokių chromosomų ištrynimų ir dubliavimosi atvejų buvo nustatyta pacientams, turintiems įvairiausių klinikinių problemų, ypač nervų vystymosi sutrikimų, sakė mokslininkas.

"Dabar mes galime turėti veiksmingą įrankį jiems išsklaidyti, kuris suteikia mums galimybę pagerinti diagnozę ir suprasti ligos mechanizmus", - sakė Katsanis.

Tyrimas buvo paskelbtas internete žurnale Gamta.

Šaltinis: Duke universiteto medicinos centras