Риба зебра човеку, праћење генетике аутизма
Случајно се зебра већ дуго проучава као модел за развој мозга из молекуларне, генетске и неуронаучне перспективе. У новој студији, истраживачи су кренули да истраже групу од око два десетина гена за које се зна да недостају или да се дуплирају код око 1 одсто аутистичних пацијената.
Иако је већина функција гена била непозната, истраживачи су открили да су скоро сви они произвели абнормалности мозга када су избрисани у ембрионима зебрафисх-а.
Налази би требало да помогну истраживачима да прецизно одреде гене за даље проучавање сисара, рекла је др. Хазел Сиве, професор биологије и сарадник декана МИТ-ове Школе науке.
Сматра се да аутизам произлази из различитих генетских дефеката; ово истраживање је део широког напора да се идентификују гени кривци и развију третмани који их циљају.
„То је заиста циљ - прећи са животиње која дели молекуларне путеве, али не добија аутистична понашања, на људе који имају исте путеве и показују таква понашања“, рекао је Сиве.
Сиве и њене колеге описали су своја открића у недавном раду у интернет издању часописа Модели и механизми болести.
Сиве се подсећа да су се неке од њених колега насмејале када је први пут предложила проучавање поремећаја људског мозга код риба, али то је заправо логично полазиште, рекла је.
Поремећаје мозга је тешко проучавати, јер се већина симптома понаша, а биолошки механизми који стоје иза тих понашања нису добро разумени, рекла је она.
„Сматрали смо да с обзиром на то да заиста знамо тако мало, да би добро место требало започети са генима који људима преносе ризик од различитих поремећаја менталног здравља и проучавати ове различите гене у систему где се они могу лако проучити“, Рекао је Сиве.
Ти гени имају тенденцију да буду исти међу врстама - очувани током еволуције, од риба до мишева до људи - иако могу контролисати донекле различите исходе код сваке врсте.
У студији Сиве и њене колеге усредсредили су се на генетски регион познат као 16п11.2.
Регија „језгра“ 16п11.2 укључује 25 гена. И брисања и дуплицирања у овом региону повезана су са аутизмом, али није било јасно који би од гена могао стварно произвести симптоме болести.
„У то време се о неким од њих наслућивало, али врло мало“, рекао је Сиве.
Сиве и њен тим започели су идентификовањем гена зебрације аналогних људским генима пронађеним у овом региону. (У зебрафисх-у ови гени нису скупљени у један генетски комад, већ су расути по многим хромозомима.)
Истраживачи су проучавали један по један ген, утишавајући сваки кратким нитима нуклеинских киселина које циљају одређени ген и спречавају производњу његових протеина.
За 21 ген, утишавање је довело до абнормалног развоја. Већина производи мождани дефицит, укључујући неправилан развој мозга или очију, стањивање мозга или надувавање можданих комора, шупљина које садрже цереброспиналну течност.
Истраживачи су такође открили абнормалности у ожичењу аксона, дугим неуралним пројекцијама које преносе поруке другим неуронима и у једноставном понашању риба. Резултати показују да су гени 16п11.2 веома важни током развоја мозга, помажући да се објасни веза између овог региона и поремећаја мозга.
Даље, истраживачи су успели да успоставе нормалан развој третирајући рибу људским еквивалентима гена који су потиснути.
„То вам омогућава да закључите да оно што учите код риба одговара ономе што тај ген ради код људи. Људски и рибљи ген су врло слични “, рекао је Сиве.
Да би утврдили који од ових гена може имати снажан ефекат код аутизма или других поремећаја, истраживачи су кренули да идентификују гене који производе абнормални развој када се њихова активност смањи за 50 процената, што би се догодило код некога коме недостаје једна копија ген.
Истраживачи су идентификовали два таква гена у региону 16п11.2. Један, назван киф22, кодира протеин који учествује у одвајању хромозома током ћелијске деобе; друга, алдолаза а, укључена је у гликолизу - процес разградње шећера ради стварања енергије за ћелију.
Иако су зебрице дуго проучаване као модел развоја мозга, ново истраживање МИТ-а додаје нову димензију њиховој корисности, рекао је др Су Гуо, ванредни професор фармацеутских наука на Универзитету у Калифорнији у Сан Франциску.
„Ово је заиста лепо дело које показује важност зебрафије у откривању механизама болести повезаних са људским менталним поремећајима - у овом случају аутизмом“, рекао је Гуо, који није био укључен у ову студију.
Извор: МИТ
