Študija zebrafish pomaga identificirati gene, povezane z avtizmom, shizofrenijo
Raziskovalci iz Univerzitetnega medicinskega centra Duke so pred kratkim presadili nabor človeških genov v zebrafish in ga nato uporabili za identifikacijo genov, odgovornih za velikost glave ob rojstvu. Velikost glave pri človeških dojenčkih je povezana z avtizmom, pa tudi z drugimi večjimi nevrološkimi motnjami, kot je shizofrenija.
"Pri medicinskih raziskavah moramo secirati dogodke v biologiji, da bomo lahko razumeli natančne mehanizme, ki povzročajo nevrorazvojne lastnosti," je povedal višji avtor dr. Nicholas Katsanis, profesor razvojne biologije, pediatrije in celične biologije.
Katsanis je dejal, da ve, da je regija na 16. kromosomu eden največjih genetskih dejavnikov avtizma in shizofrenije, vendar ga je pogovor na evropskem zdravniškem sestanku opozoril na informacije, da so spremembe znotraj iste regije povezane tudi s spremembami velikosti glave novorojenčka .
Težavo je bilo težko rešiti, ker je regija imela velike delecije in podvajanja DNK, ki so najpogostejše mutacije pri ljudeh, je dejal in dodal: "Interpretacija je trdo težka."
To je zato, ker podvajanje DNA ali manjkajoče DNA običajno vključuje več genov.
"Zelo težko je iz" tu je regija z veliko geni, včasih več kot 50 "," to so geni, ki poganjajo to patologijo, "je dejal Katsanis.
Potem je imel trenutek žarnice. Območje genoma, ki so ga raziskovalci raziskovali, je povzročilo nasprotne napake v smislu rasti možganskih celic.
"Ugotovili smo, da bi pretirano izražanje zadevnega gena lahko dalo en fenotip - manjšo glavo -, medtem ko bi ukinitev istega gena lahko dala drugo, večjo glavo," je dejal.
Raziskovalci so presadili skupno območje podvajanja človeškega kromosoma 16, za katerega je znano, da vsebuje 29 genov, v zarodke zebrafish, nato pa sistematično pojavili dejavnost, da bi ugotovili, kar bi lahko povzročilo majhno glavo (mikrocefalijo). Nato so zatrli isti gen, da bi ugotovili, ali je kdo od njih povzročil vzajemno napako: večje glave (makrocefalija).
Raziskovalci so vedeli, da se je regija, ki je vsebovala teh 29 genov, zgodila pri 1,7 odstotka otrok z avtizmom, je dejal.
Skupina je potrebovala nekaj mesecev, da je secirala tako "različico številke kopije" - spremembo genoma, ki povzroči nenormalno število enega ali več odsekov kromosomske DNA, je poročal.
"Zdaj lahko preidemo od genetske ugotovitve, ki je občutljiva na odmerek, in začnemo spraševati razumna vprašanja o tem genu, saj gre za nevrokognitivne lastnosti, kar je velik preskok," je dejal Katsanis in pojasnil, da se nevrokognitivna sposobnost nanaša na sposobnost razmišljanja, koncentracije, utemeljujte, si zapomnite, obdelujte informacije, se učite, razumejte in govorite.
Katsanis priznava, da obstajajo "velike omejitve pri preučevanju avtističnega ali shizofrenega vedenja pri zebrafih, lahko pa izmerimo velikost glave, velikost čeljusti ali nepravilnosti obraza."
Zadevni gen KCTD13 je odgovoren za upravljanje velikosti glave pri zebrafih z uravnavanjem ustvarjanja in uničenja novih možganskih celic. To odkritje je ekipi omogočilo, da se osredotoči na analogni gen pri ljudeh.
"Ta gen prispeva k primerom avtizma in je verjetno povezan s shizofrenijo in tudi debelostjo pri otrocih," je dejal Katsanis.
Ko je gen odkrit, lahko raziskovalci preučijo beljakovine, ki jih proizvaja. "Ko dobite beljakovine, lahko začnete postavljati dragocena funkcionalna vprašanja in se učite, kaj gen počne pri živalih ali ljudeh," je dejal Katsanis.
Številke različic kopij, na primer tiste, ki jih je ta ekipa našla na kromosomu 16, zdaj veljajo za enega najpogostejših virov genskih mutacij. Pri bolnikih s številnimi kliničnimi težavami, zlasti z nevrorazvojnimi motnjami, so ugotovili na stotine, če ne tisoče, takšnih kromosomskih izbrisov in podvojitev, je dejal raziskovalec.
"Zdaj imamo morda učinkovito orodje za njihovo seciranje, ki nam omogoča izboljšanje diagnoze in razumevanja mehanizmov bolezni," je dejal Katsanis.
Študija je bila objavljena na spletu v reviji Narava.
Vir: Univerzitetni medicinski center Duke
