Tutkijat ovat löytäneet keskeisen proteiinin, joka on vastuussa aivojen epäsymmetriasta
Viimeksi tarkistettu: 14.06.2024
Kaikki iLive-sisältö tarkistetaan lääketieteellisesti tai se tarkistetaan tosiasiallisen tarkkuuden varmistamiseksi.
Meillä on tiukat hankintaohjeet ja vain linkki hyvämaineisiin mediasivustoihin, akateemisiin tutkimuslaitoksiin ja mahdollisuuksien mukaan lääketieteellisesti vertaisarvioituihin tutkimuksiin. Huomaa, että suluissa ([1], [2] jne.) Olevat numerot ovat napsautettavia linkkejä näihin tutkimuksiin.
Jos sinusta tuntuu, että jokin sisältö on virheellinen, vanhentunut tai muuten kyseenalainen, valitse se ja paina Ctrl + Enter.
Aivojen ainutlaatuisten vasen-oikea-erojen taustalla olevat geneettiset mekanismit ymmärretään nyt paremmin uusien tutkimusten avulla, mikä mahdollistaa aivojen epäsymmetriaan liittyvien ihmisten sairauksien paremman ymmärtämisen.
Cachd1-proteiinilla on keskeinen rooli aivojen kummankin puolen erilaisen hermorakenteen ja toiminnan määrittämisessä, ovat havainneet tutkijat UCL:stä, Wellcome Sanger Institutesta, Oxfordin yliopistosta ja muista yhteistyökumppaneista. Tutkimus julkaistiin Sciencessa.
Suorittamalla geneettisiä kokeita seeprakaloilla tutkijat havaitsivat, että kun Cachd1-mutaatio tapahtuu, aivojen oikea puoli menettää normaalin epäsymmetrisen kehityksensä ja siitä tulee vasemman puolen peilikuva. Tämä häiriö aiheuttaa epänormaaleja hermoyhteyksiä, jotka vaikuttavat aivojen toimintaan.
Tämä löytö valaisee aivojen epäsymmetrian taustalla olevia geneettisiä mekanismeja. Tämä ilmiö on havaittu monissa eläinlajeissa, myös ihmisissä. Näiden prosessien ymmärtäminen voi auttaa ymmärtämään paremmin ihmisen sairauksia, joissa aivojen epäsymmetria häiriintyy, kuten skitsofreniaa, Alzheimerin tautia ja autismikirjon häiriöitä.
Ihmisen aivojen vasemmalla ja oikealla pallonpuoliskolla on peilianatomiastaan huolimatta toiminnallisia eroja, jotka vaikuttavat hermoyhteyksiin ja kognitiivisiin prosesseihin, kuten kieleen. Miten nämä vasen-oikea-erot hermopiireissä syntyvät, on vielä huonosti ymmärretty.
Käyttäen seeprakalaa – tunnettua malliorganismia aivojen kehityksen tutkimiseen läpinäkyvien alkioidensa ansiosta – tutkijat päättivät tutkia, kuinka Cachd1 voi vaikuttaa aivojen epäsymmetriaan.
Tiimi havaitsi, että kun Cachd1 mutatoituu, aivojen habenula-alue menettää normaalin vasemman ja oikean eron. Oikean puolen neuronit tulevat samanlaisiksi kuin vasemman puolen neuronit, mikä häiritsee hermoyhteyksiä habenulassa ja mahdollisesti vaikuttaa sen toimintaan.
Cachd1:n kaataminen morfolinoilla johtaa kahdenväliseen symmetriaan. (A-B) Dorsaalinen näkymä 4 päivää hedelmöityksen jälkeen injektoimattomista villityypeistä ja cachd1-morfolinolla injektoiduista toukista koko asennuksen in situ -hybridisaation jälkeen käyttämällä antisense-ribokoettimia asymmetrisiä dorsaalisia habenulamarkkereita kctd12.1 vastaan. (C) Semikvantitatiivinen RT-PCR cachd1-transkripteille. Lähde: Science (2024). DOI: 10.1126/science.ade6970
Proteiinin sitoutumiskokeet ovat osoittaneet, että Cachd1 sitoutuu kahteen reseptoriin, jotka mahdollistavat solujen kommunikoinnin Wnt-signalointireitin kautta, joka on yksi intensiivisimmin tutkituista solujen kommunikaatioreiteistä, jolla on tärkeä rooli varhaisessa kehityksessä, kantasolujen muodostumisessa ja monissa sairauksissa.
Lisäksi Cachd1:n vaikutus näyttää olevan spesifinen aivojen oikealle puolelle, mikä viittaa tuntemattomaan estotekijään, joka rajoittaa sen aktiivisuutta vasemmalla puolella. Vaikka kaikkia yksityiskohtia ei ole vielä selvitetty, todisteet viittaavat vahvasti siihen, että Cachd1:llä on keskeinen rooli kehittyvien aivojen vasemman ja oikean puolen välisen eron määrittämisessä säätelemällä soluviestintää erityisesti oikealla puolella.
Tulevissa tutkimuksissa selvitetään, onko Cachd1:llä muita tärkeitä Wnt-polkuun liittyviä toimintoja.
Tämä oli erittäin yhteistyöprojekti, joka hyötyi suuresti monitieteisestä lähestymistavasta – genetiikka, biokemia ja rakennebiologia yhdistyivät ymmärtämään paremmin vasemman ja oikean välisen epäsymmetrian muodostumista aivoissa sekä tunnistamaan uuden osan aivoissa. Tärkeä signalointireitti, jolla on useita rooleja terveydessä ja sairauksissa", sanoo tohtori Gareth Powell, tutkimuksen toinen kirjoittaja, entinen tohtoriopiskelija Wellcome Sanger Institutessa ja nyt UCL:n solu- ja kehitysbiologian osaston jäsen.
"Olen iloinen nähdessäni tämän erittäin yhteistyöhön perustuvan tutkimuksen julkaisun, joka kokosi yhteen monia lahjakkaita ihmisiä, joilla on erilaisia tieteellisiä kiinnostuksen kohteita ja taitoja eri instituutioista. Yhdessä tiimi on auttanut meitä tekemään jännittäviä uusia löytöjä sekä Wnt-signalointireitistä että aivojen epäsymmetrian kehityksestä", sanoo professori Steve Wilson, tutkimuksen vanhempi kirjoittaja UCL:n solu- ja kehitysbiologian laitokselta.