Sebrafishi uuring aitab kaasa autismi, skisofreeniaga seotud ID-geenidele
Duke'i ülikooli meditsiinikeskuse teadlased siirdasid hiljuti sebrakalasse inimgeenide komplekti ja kasutasid seda siis sündides pea suuruse eest vastutavate geenide tuvastamiseks. Inimese beebi pea suurus on seotud autismiga, samuti muude suuremate neuroloogiliste häiretega, nagu skisofreenia.
"Meditsiiniuuringutes peame lahkama bioloogilisi sündmusi, et saaksime aru täpsetest mehhanismidest, mis põhjustavad neurodevelopmental tunnuseid," ütles vanemautor Nicholas Katsanis, Ph.D., arengubioloogia, pediaatria ja rakubioloogia professor.
Katsanis ütles, et ta teadis, et 16. kromosoomi piirkond oli üks suurimaid autismi ja skisofreenia tekitajaid, kuid Euroopa meditsiinikohtumisel peetud vestlus juhtis teda teabele, et muutused selles samas piirkonnas on seotud ka vastsündinu pea suuruse muutustega. .
Probleemi oli raske lahendada, kuna piirkonnas oli DNA-s palju deletsioone ja dubleerimisi, mis on inimestel kõige tavalisemad mutatsioonid, ütles ta, lisades: "Tõlgendamine on ahistavalt raske."
Seda seetõttu, et DNA dubleerimine või puuduv DNA hõlmab tavaliselt mitut geeni.
"Siit on paljude geenidega piirkond, mõnikord üle 50, on väga raske minna" need on geenid, mis seda patoloogiat juhivad "," ütles Katsanis.
Siis oli tal lambipirn. Uurijate uuritud genoomi piirkond põhjustas ajurakkude kasvu osas vastupidiseid defekte.
"Mõistsime, et kõnesoleva geeni üleekspresseerimine võib anda ühe fenotüübi - väiksema pea -, samas kui sama geeni sulgemine võib anda teise, suurema pea," ütles ta.
Teadlased siirdasid sebrakala embrüotesse inimese 16. kromosoomi ühise dubleerimispiirkonna, mis teadaolevalt sisaldab 29 geeni, ja suurendasid seejärel süstemaatiliselt tegevust, et leida väike pea (mikrotsefaalia). Seejärel summutasid nad sama geenikomplekti, et näha, kas mõni neist põhjustas vastastikuse defekti: suuremad pead (makrotsefaalia).
Teadlased teadsid, et neid 29 geeni sisaldava piirkonna kustutamine toimus 1,7 protsendil autismiga lastest, ütles ta.
Sellise “koopiaarvu variandi” - genoomi muutuse, mille tulemuseks on ebanormaalne arv ühte või mitut kromosomaalse DNA osa, lahkamiseks kulus meeskonnal mõni kuu.
"Nüüd võime lähtuda geneetilisest leiust, mis on annustetundlik, ja hakata selle geeni kohta mõistlikke küsimusi esitama, kuna see puudutab neurokognitiivseid omadusi, mis on suur hüpe," ütles Katsanis, selgitades neurokognitiivsete viidete võimele mõelda, keskenduda, põhjendada, meeles pidada, töödelda teavet, õppida, mõista ja rääkida.
Katsanis möönab, et sebrakalade autistliku või skisofreenilise käitumise uurimisel on suuri piiranguid, kuid me võime mõõta pea suurust, lõualuu suurust või näo kõrvalekaldeid.
Kõnealune geen KCTD13 vastutab sebrakala pea suuruse juhtimise eest, reguleerides uute ajurakkude loomist ja hävitamist. See avastus lasi meeskonnal keskenduda inimeste analoogsele geenile.
"See geen aitab kaasa autismi juhtudele ja on tõenäoliselt seotud skisofreenia ja ka laste rasvumisega," ütles Katsanis.
Kui geen on avastatud, saavad teadlased uurida selle toodetud valku. "Kui teil on valk käes, võite hakata esitama väärtuslikke funktsionaalseid küsimusi ja õppida, mida geen loomal või inimesel teeb," ütles Katsanis.
Koopiaarvude variante, näiteks neid, mida see meeskond 16. kromosoomist leidis, peetakse nüüd üheks levinumaks geneetiliste mutatsioonide allikaks. Teadlaste sõnul on leitud sadu, kui mitte tuhandeid selliseid kromosoomide kustutusi ja dubleerimisi patsientidel, kellel on palju erinevaid kliinilisi probleeme, eriti närvisüsteemi arenguhäireid.
"Nüüd võib meil olla tõhus vahend nende lahkamiseks, mis annab meile võimaluse parandada nii haiguste diagnoosimist kui ka haiguste mehhanismide mõistmist," ütles Katsanis.
Uuring avaldati ajakirjas veebis Loodus.
Allikas: Duke'i ülikooli meditsiinikeskus
