Studija zebrafish pomaže genima ID-a povezanim s autizmom, shizofrenijom
Istraživači sa Sveučilišnog medicinskog centra Duke nedavno su transplantirali skup ljudskih gena u zebriju, a zatim ga koristili za identificiranje gena odgovornih za veličinu glave pri rođenju. Veličina glave kod ljudskih beba povezana je s autizmom, kao i s drugim glavnim neurološkim poremećajima, poput shizofrenije.
"U medicinskim istraživanjima moramo secirati događaje u biologiji kako bismo mogli razumjeti precizne mehanizme koji dovode do neurorazvojnih osobina", rekao je stariji autor Nicholas Katsanis, dr., Profesor razvojne biologije, pedijatrije i biologije stanica.
Katsanis je rekao da zna da je regija na 16. kromosomu jedan od najvećih genetskih faktora koji doprinose autizmu i shizofreniji, ali razgovor na europskom medicinskom sastanku ukazao mu je na informaciju da su promjene unutar te regije povezane i s promjenama u veličini glave novorođenčeta ,
Problem je bilo teško riješiti jer je regija imala velike delecije i dupliciranja DNK, što su najčešće mutacije kod ljudi, rekao je, dodajući, "Interpretacija je mučna."
To je zato što dupliciranje DNA ili DNA koja nedostaje obično uključuje nekoliko gena.
"Vrlo je teško prijeći od" ovdje je regija s mnogo gena, ponekad i preko 50 "do" to su geni koji pokreću ovu patologiju ", rekao je Katsanis.
Tada je imao trenutak žarulje. Područje genoma koje su istraživači istraživali stvorilo je suprotne nedostatke u smislu rasta moždanih stanica.
"Shvatili smo da bi prekomjerno izražavanje dotičnog gena moglo dati jedan fenotip - manju glavu - dok bi isključivanje istog gena moglo dati drugu, veću glavu", rekao je.
Istraživači su presadili zajedničko područje umnožavanja ljudskog kromosoma 16 za koje se zna da sadrži 29 gena u embrione zebrafish-a, a zatim su sustavno pojačali aktivnost kako bi pronašli koja bi mogla uzrokovati malu glavu (mikrocefaliju). Zatim su suzbili isti set gena kako bi vidjeli je li netko od njih uzrokovao uzajamni nedostatak: veće glave (makrocefalija).
Istraživači su znali da se brisanje regije koja sadrži ovih 29 gena dogodilo kod 1,7 posto djece s autizmom, rekao je.
Timu je trebalo nekoliko mjeseci da secira takvu "varijantu broja kopija" - izmjenu genoma koja rezultira abnormalnim brojem jednog ili više dijelova kromosomske DNA, izvijestio je.
"Sada možemo prijeći od genetskog nalaza koji je osjetljiv na dozu i početi postavljati razumna pitanja o ovom genu jer se odnosi na neurokognitivne osobine, što je veliki skok", rekao je Katsanis, objašnjavajući da se neurokognitivno odnosi na sposobnost razmišljanja, koncentracije, obrazložiti, zapamtiti, obraditi informacije, naučiti, razumjeti i govoriti.
Katsanis priznaje da postoje "glavna ograničenja u proučavanju autističnog ili šizofrenog ponašanja u zebrafima, ali možemo izmjeriti veličinu glave, veličinu čeljusti ili abnormalnosti lica."
Dotični gen, KCTD13, odgovoran je za upravljanje veličinom glave u zebraciji regulirajući stvaranje i uništavanje novih moždanih stanica. Ovo otkriće omogućilo je timu da se usredotoči na analogni gen kod ljudi.
"Ovaj gen pridonosi slučajevima autizma i vjerojatno je povezan sa shizofrenijom, a također i dječjom pretilošću", rekao je Katsanis.
Jednom kada je gen otkriven, istraživači mogu ispitati protein koji proizvodi. "Jednom kad dobijete protein, možete početi postavljati vrijedna funkcionalna pitanja i učiti što gen radi na životinji ili čovjeku", rekao je Katsanis.
Verzije brojeva kopija, poput onih koje je ovaj tim pronašao na 16. kromosomu, sada se smatraju jednim od najčešćih izvora genetskih mutacija. Stotine, ako ne i tisuće, takvih kromosomskih delecija i duplikacija pronađene su u bolesnika s širokim spektrom kliničkih problema, posebno s poremećajima neurorazvoja, rekao je istraživač.
"Sad možemo imati učinkovit alat za njihovo seciranje, što nam daje sposobnost da poboljšamo i dijagnozu i razumijevanje mehanizama bolesti", rekao je Katsanis.
Studija je objavljena na mreži u časopisu Priroda.
Izvor: Sveučilišni medicinski centar Duke
