Προσδιορίστηκε νέος γενετικός οδηγός αυτισμού και άλλες αναπτυξιακές διαταραχές

Προσδιορίστηκε νέος γενετικός οδηγός αυτισμού και άλλες αναπτυξιακές διαταραχές

Μια ομάδα ερευνητικών μελετών που αποτελείται από τον καθηγητή Takumi Toru του Πανεπιστημίου Kobe (επιπλέον ένας Επισκέπτης Επισκέπτης Επιστήμονας στο Κέντρο Δυναμικής Έρευνας για τα Βιοσυστήματα του RIKEN) και ο Επίκουρος Καθηγητής Tamada Kota, και οι δύο από το Τμήμα Φυσιολογίας στη Μεταπτυχιακή Σχολή Ιατρικής, έχουν αποκαλύψει στην πραγματικότητα αιτιακή γενετική Necdin, NDN) σε ποντίκια υπολογιστών έκδοσης αυτισμού που έχουν τη χρωμοσωμική ανωμαλία που ονομάζεται διπλή παραλλαγή αριθμού.

Οι επιστήμονες θέλουν να φωτίσουν το μοριακό σύστημα της γενετικής NDN προκειμένου να προσθέσουν προς την κατεύθυνση της παραγωγής νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων για αναπτυξιακές διαταραχές που αποτελούνται από αυτισμό.

Αυτά τα αποτελέσματα της ερευνητικής μελέτης δημοσιεύθηκαν το Nature Communications Ιουλίου 1, 2021.

Παρόλο που ο αριθμός των ατόμων που έχουν ταυτιστεί με αυτισμό (πρόβλημα εύρους αυτισμού) έχει αυξηθεί σημαντικά, πολλά στοιχεία αυτού του αναπτυξιακού προβλήματος δεν είναι ακόμη καλά κατανοητά. Οι λόγοι του χωρίζονται σωστά σε γενετικά στοιχεία και οικολογικά στοιχεία. Μέσα σε αυτά τα γενετικά στοιχεία, ορισμένες παραλλαγές αριθμού εις διπλούν έχουν πράγματι ανακαλυφθεί σε αυτιστικά άτομα. ως παράδειγμα, αναπαραγωγή χρωμοσώματος 15q11-q13. Αυτά τα προβλήματα στην περιοχή 15q11-q13 χωρίζονται απευθείας σε καταστάσεις χρωμοσωμικής αναπαραγωγής που έχουν ληφθεί από τη μητέρα και έχουν ληφθεί από πατέρα. Είναι κατανοητό ότι η γενετική του Ube3a οδηγεί στη μητρική λαμβανόμενη χρωμοσωμική αντιγραφή. Ωστόσο, δεν αναγνωρίζεται ποια γενετική είναι σημαντική για αναπαραγωγή που λαμβάνεται από πατέρα.

Αυτή η ερευνητική ομάδα μελέτης κατά το παρελθόν ήταν επιτυχής στη δημιουργία μιας έκδοσης 15q11-q13 αναπαραγωγής ποντικιού υπολογιστή (15q dup ποντίκι υπολογιστή). Χρησιμοποιώντας αυτήν την έκδοση ποντικιού υπολογιστή, εντόπισαν πολλά προβλήματα σε καταστάσεις χρωμοσωμικής αναπαραγωγής που έχουν ληφθεί από πατέρα, αποτελούμενες από συνήθειες που μοιάζουν με αυτισμό και προβλήματα στην ανάπτυξη δενδριτικής πλάτης. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν να προσδιορίσουν ποια γενετική είναι υπεύθυνη για ενέργειες που μοιάζουν με αυτισμό, καθώς αυτή η περιοχή περιλαμβάνει πολλά σωματίδια RNA που δεν κωδικοποιούν και γενετική που κωδικοποιούν υγιείς πρωτεΐνες.

Προσδιορίστηκε νέος γενετικός οδηγός αυτισμού και άλλες αναπτυξιακές διαταραχές

Σε 15q dup ποντίκια υπολογιστή, υπάρχει μια ποικιλία γενετικής καθώς η αντιγραφή φτάνει στην περιοχή 6Mb. Προηγούμενη ερευνητική μελέτη αποκάλυψε ότι τα προβλήματα συμπεριφοράς δεν προκλήθηκαν από μητρική λαμβανόμενη χρωμοσωμική αντιγραφή, συνεπώς παραλείφθηκε περίπου 2Mb. Όσο για να συνεχίσει να είναι 4Mb, οι επιστήμονες ανέπτυξαν αρχικά μια νέα έκδοση ποντικιού υπολογιστών αναπαραγωγής 1.5 Megabytes και έλεγξαν προβλήματα ενεργειών. Από τα αποτελέσματα, δεν μπόρεσαν να προσδιορίσουν οποιοδήποτε είδος προβλημάτων συμπεριφοράς που μοιάζει με αυτισμό σε ποντίκια υπολογιστών αναπαραγωγής 1.5 Megabytes. Κατά συνέπεια, οι επιστήμονες παρέλειψαν αυτό το 1.5 Megabytes, αφήνοντάς τους με 3 γενετική κωδικοποίησης πρωτεϊνών ως εφικτές προοπτικές.

Στη συνέχεια, αυτές οι 3 γενετικές παρουσιάστηκαν χωριστά απευθείας στον φλοιό των ποντικών υπολογιστών μέσω της ηλεκτροφόρησης της μήτρας. Οι επιστήμονες καθόρισαν την τιμή ανατροπής (ανάπτυξη και αφαίρεση των δενδριτικών σπονδυλικών στηλών σε διάρκεια δύο ημερών) in vivo κάνοντας χρήση ενός μικροσκοπικού φακού δύο φωτονίων και αποκάλυψαν ότι ο αριθμός των σπονδυλικών στηλών αυξήθηκε σημαντικά όταν παρουσιάστηκε η γενετική του Ndn (Σχήμα 1Α-Γ). Επιπλέον, η κατηγορία μορφολογίας αυτών των σπονδυλικών στηλών έδειξε ότι ο όγκος ήταν πρόωρος. Αυτό εκθέτει ότι η γενετική Ndn ελέγχει την ανάπτυξη και την ανάπτυξη των δενδριτικών σπονδυλικών στηλών καθ 'όλη τη φάση ανάπτυξης (Εικόνα 1D).

Χρησιμοποιώντας το CRISPR-Cas9, οι επιστήμονες τελικά εξάλειψαν το ένα αντίγραφο της γενετικής Ndn από την έκδοση 15q dup computer mouse για να παράγουν ποντίκια υπολογιστή με έναν σταθεροποιημένο γονιδιωματικό διπλό αριθμό για αυτήν τη γενετική (15q dupΔNdn ποντίκι υπολογιστή). Χρησιμοποιώντας αυτήν την έκδοση, έδειξαν ότι τα προβλήματα που παρατηρήθηκαν σε 15q διπλά ποντίκια υπολογιστή (ασυνήθιστη τιμή ανατροπής και χαμηλότερη κατασταλτική συναπτική είσοδος) μπορούν να ανακουφιστούν (Σχήμα 2).

Προσδιορίστηκε νέος γενετικός οδηγός αυτισμού και άλλες αναπτυξιακές διαταραχές

Τέλος, οι επιστήμονες έλεγξαν αν οι παλιές παρατηρούμενες συνήθειες τύπου αυτισμού σε ποντίκια υπολογιστών 15q dup (που αποτελούνται από αυξημένη ανησυχία σε νέο περιβάλλον, μειωμένη κοινωνικότητα και αυξημένη επιμονή) εμφανίστηκαν σε ποντίκια υπολογιστών 15q dupΔNdn. Αποκάλυψαν ότι τα περισσότερα αποτελέσματα εξέτασης συμπεριφοράς για 15q ποντίκια υπολογιστών dupΔNdn, ανακουφίστηκαν ασυνήθιστες συνήθειες που συνδέονται με την κοινωνικότητα και την επιμονή (Σχήμα 3).

Αυτή η ερευνητική μελέτη αποκάλυψε ότι σε ποντίκια υπολογιστή 15q dup autism version, η γενετική του NDN δεν παίζει απλώς μια κρίσιμη λειτουργία σε συνήθειες που μοιάζουν με αυτισμό, αλλά επιπλέον επηρεάζει στοιχεία όπως η ανισότητα διέγερσης / αναστολής στα συναπτικά χαρακτηριστικά και τον φλοιό. Στη συνέχεια, η ερευνητική ομάδα μελέτης θέλει να ξεκαθαρίσει τα χαρακτηριστικά της γενετικής του NDN. Με τον συνθετικό έλεγχο αυτών των χαρακτηριστικών ή την αναγνώριση και διαχείριση των μεταγενέστερων στοιχείων τους, οι επιστήμονες θέλουν να αναγνωρίσουν το αρχικό σύστημα αναπτυξιακών διαταραχών όπως ο αυτισμός και να δημιουργήσουν νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις.