Riba zebra čovjeku, praćenje genetike autizma
Slučajno se zebra već dugo proučava kao model za razvoj mozga iz molekularne, genetske i neuroznanstvene perspektive. U novoj studiji istraživači su krenuli istraživati skupinu od dvadesetak gena za koje se zna da nedostaju ili se dupliciraju u oko 1 posto autističnih bolesnika.
Iako je većina funkcija gena bila nepoznata, istraživači su otkrili da su gotovo svi oni stvorili abnormalnosti mozga kada se izbrišu u embrionima zebra.
Nalazi bi trebali pomoći istraživačima da precizno odrede gene za daljnje proučavanje sisavaca, rekla je dr. Hazel Sive, profesorica biologije i pridružena dekanica MIT-ove Škole znanosti.
Smatra se da autizam proizlazi iz različitih genetskih nedostataka; ovo istraživanje dio je širokog napora da se identificiraju krivci i razviju tretmani koji ih ciljaju.
"To je stvarno cilj - prijeći iz životinje koja dijeli molekularne putove, ali ne dobiva autistična ponašanja, u ljude koji imaju iste puteve i pokazuju ta ponašanja", rekao je Sive.
Sive i njezini kolege opisali su svoja otkrića u nedavnom radu u internetskom izdanju časopisa Modeli i mehanizmi bolesti.
Sive se prisjeća da su se neki njezini kolege nasmijali kad je prvi put predložila proučavanje poremećaja ljudskog mozga kod riba, ali to je zapravo logično polazište, rekla je.
Poremećaje mozga teško je proučavati jer se većina simptoma ponaša, a biološki mehanizmi koji stoje iza tih ponašanja nisu dobro razumjeni, rekla je.
"Mislili smo da bi, budući da uistinu znamo tako malo, dobro mjesto za početak bili geni koji ljudima prenose rizik od različitih poremećaja mentalnog zdravlja, te proučavanje tih različitih gena u sustavu u kojem se mogu lako proučiti", Rekao je Sive.
Ti su geni obično jednaki među vrstama - očuvani tijekom evolucije, od riba do miševa do ljudi - iako mogu kontrolirati donekle različite ishode u svakoj vrsti.
U studiji Sive i njezini kolege usredotočili su se na genetsku regiju poznatu kao 16p11.2.
Regija "jezgre" 16p11.2 uključuje 25 gena. I brisanja i dupliciranja u ovoj regiji povezana su s autizmom, ali nije bilo jasno koji bi od gena mogao stvarno proizvesti simptome bolesti.
"U to je vrijeme o nekim od njih bilo naslućivanja, ali vrlo malo", rekao je Sive.
Sive i njezin tim započeli su identificiranjem gena zebra analognih ljudskim genima pronađenim u ovoj regiji. (U zebrafishima ti geni nisu skupljeni u jedan genetski komad, već su raspršeni po mnogim kromosomima.)
Istraživači su proučavali jedan po jedan gen, utišavajući svaki s kratkim nitima nukleinskih kiselina koje ciljaju određeni gen i sprečavaju stvaranje njegovih proteina.
Za 21 gen, utišavanje je dovelo do abnormalnog razvoja. Većina proizvodi moždani deficit, uključujući nepravilan razvoj mozga ili očiju, stanjivanje mozga ili napuhavanje moždanih komora, šupljina koje sadrže cerebrospinalnu tekućinu.
Istraživači su također otkrili abnormalnosti u ožičenju aksona, dugim neuralnim projekcijama koje prenose poruke drugim neuronima i u jednostavnom ponašanju riba. Rezultati pokazuju da su geni 16p11.2 vrlo važni tijekom razvoja mozga, pomažući objasniti vezu između ove regije i poremećaja mozga.
Nadalje, istraživači su uspjeli obnoviti normalan razvoj tretirajući ribu ljudskim ekvivalentima gena koji su bili potisnuti.
„To vam omogućuje zaključiti da ono što učite kod riba odgovara onome što taj gen radi kod ljudi. Ljudski i riblji gen vrlo su slični ”, rekao je Sive.
Da bi utvrdili koji bi od ovih gena mogao imati snažan učinak kod autizma ili drugih poremećaja, istraživači su krenuli identificirati gene koji proizvode abnormalni razvoj kad im se aktivnost smanji za 50 posto, što bi se dogodilo kod nekoga kome nedostaje jedna kopija gen.
Istraživači su identificirali dva takva gena u regiji 16p11.2. Jedan, nazvan kif22, kodira protein koji sudjeluje u odvajanju kromosoma tijekom stanične diobe; druga, aldolaza a, uključena je u glikolizu - proces razgradnje šećera kako bi se stvorila energija za stanicu.
Iako su zebrarije već dugo proučavane kao model razvoja mozga, novo istraživanje MIT-a dodaje novu dimenziju njihovoj korisnosti, rekao je dr. Su Guo, izvanredni profesor farmaceutskih znanosti sa Sveučilišta Kalifornija u San Franciscu.
"Ovo je stvarno lijepo djelo koje pokazuje važnost zebrafije u otkrivanju mehanizama bolesti povezanih s ljudskim mentalnim poremećajima - u ovom slučaju autizmom", rekao je Guo, koji nije bio uključen u ovo istraživanje.
Izvor: MIT
