Identificado un nuevo impulsor genético del autismo y otros trastornos del desarrollo

Identificado un nuevo impulsor genético del autismo y otros trastornos del desarrollo

Un equipo de estudio de investigación formado por el profesor Takumi Toru de la Universidad de Kobe (además, científico visitante sénior en el Centro RIKEN de Investigación de Dinámica de Biosistemas) y el profesor asistente Tamada Kota, ambos de la División de Fisiología de la Facultad de Medicina, ha revelado una genética causal ( Necdin, NDN) en ratones de computadora de versión autista que tienen la irregularidad cromosómica llamada variante de número duplicado.

Los científicos quieren mejorar el sistema molecular de la genética NDN para contribuir a la producción de nuevos enfoques terapéuticos para los trastornos del desarrollo que consisten en autismo.

Los resultados de estos estudios de investigación se publicaron en Naturaleza de Comunicaciones de julio 1, 2021.

Aunque el número de personas identificadas con autismo (problema de rango de autismo) ha aumentado considerablemente, varios elementos de este problema de desarrollo todavía no se comprenden bien. Sus razones se dividen directamente en elementos genéticos y elementos ecológicos. Dentro de estos elementos genéticos, se han descubierto ciertas variantes de números duplicados en personas autistas; como ejemplo, la replicación del cromosoma 15q11-q13. Estos problemas en el área 15q11-q13 se dividen directamente en situaciones de replicación cromosómica obtenidas por la madre y por el padre. Se comprende que la genética de Ube3a impulsa la replicación cromosómica obtenida por la madre. Sin embargo, no se reconoce qué genética es importante para la replicación obtenida por el padre.

Este equipo de estudio de investigación logró anteriormente establecer una versión de ratón de computadora de la replicación 15q11-q13 (ratón de computadora 15q dup). Usando esta versión de mouse de computadora, identificaron muchos problemas en situaciones de replicación cromosómica obtenidas por el padre, que consisten en hábitos similares al autismo y problemas en el desarrollo de la espalda dendrítica. Sin embargo, los científicos no pudieron determinar qué genética es responsable de acciones similares al autismo, ya que esta área incluye varias partículas de ARN no codificantes y genética que codifica proteínas saludables.

Identificado un nuevo impulsor genético del autismo y otros trastornos del desarrollo

En los ratones de computadora 15q dup, hay una variedad de genética a medida que la replicación alcanza el área de 6Mb. Un estudio de investigación anterior reveló que los problemas de comportamiento no fueron causados ​​por la replicación cromosómica obtenida por la madre, por lo que se omitieron alrededor de 2Mb. En cuanto a los 4Mb que siguen siendo, los científicos desarrollaron inicialmente una nueva versión de ratón de computadora de replicación de 1.5 megabytes y comprobaron los problemas de acción. A partir de los resultados, no pudieron determinar ningún tipo de problema de comportamiento similar al del autismo en ratones de computadora con replicación de 1.5 megabytes. En consecuencia, los científicos omitieron estos 1.5 megabytes, dejándolos con 3 genéticas que codifican proteínas como perspectivas factibles.

A continuación, estas 3 genéticas se presentaron por separado directamente en la corteza de los ratones informáticos mediante electroporación en el útero. Los científicos determinaron el precio de retorno (desarrollo y eliminación de las columnas vertebrales dendríticas durante dos días) in vivo utilizando una lente microscópica de dos fotones y descubrieron que el número de columnas vertebrales mejoró sustancialmente cuando se presentó la genética Ndn. (Figura 1A-C). Además, la categoría morfológica de estas columnas vertebrales mostró que la mayor parte eran prematuras. Esto expone que la genética Ndn controla el desarrollo y crecimiento de las columnas espinales dendríticas durante la fase de desarrollo (Figura 1D).

Usando CRISPR-Cas9, los científicos finalmente eliminaron el único duplicado de la genética Ndn de la versión de mouse de computadora 15q dup para producir ratones de computadora con un número duplicado genómico estabilizado para esta genética (ratón de computadora 15q dupΔNdn). Usando esta versión, demostraron que los problemas observados en ratones de computadora 15q dup (precio de rotación inverso poco común y entrada sináptica represiva reducida) pueden aliviarse (Figura 2).

Identificado un nuevo impulsor genético del autismo y otros trastornos del desarrollo

Por último, los científicos comprobaron si los hábitos similares al autismo anteriormente observados en ratones de computadora 15q dup (que consisten en una mayor ansiedad en un nuevo entorno, una menor sociabilidad y una mayor perseveración) aparecieron en ratones de computadora 15q dupΔNdn. Revelaron que la mayoría de los resultados del examen de comportamiento para ratones de computadora 15q dupΔNdn, hábitos poco comunes relacionados con la sociabilidad y la perseveración se aliviaron (Figura 3).

Este estudio de investigación reveló que en los ratones de computadora de la versión 15q dup con autismo, la genética NDN no solo desempeña una función crucial en los hábitos similares al autismo, sino que también afecta elementos como la desigualdad de excitación / inhibición en las características sinápticas y la corteza. A continuación, el grupo de estudio de investigación quiere aclarar las características de la genética NDN. Al controlar sintéticamente estas características o reconocer y gestionar sus elementos posteriores, los científicos quieren reconocer el sistema inicial de trastornos del desarrollo como el autismo y crear nuevos enfoques terapéuticos.

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