Bol identifikovaný nový genetický zdroj autizmu a iných vývojových porúch

Bol identifikovaný nový genetický zdroj autizmu a iných vývojových porúch

Tím výskumných štúdií, ktorý tvoria profesor na univerzite v Kobe Takumi Toru (hlavný vedecký pracovník Centra RIKEN pre výskum dynamiky biosystémov) a odborná asistentka Tamada Kota, obaja z oddelenia fyziológie na lekárskej fakulte, skutočne odhalili príčinnú genetiku ( Necdin, NDN) u počítačových myší s autizmom, ktoré majú chromozomálnu nepravidelnosť nazývanú variant duplicitného čísla.

Vedci chcú rozjasniť molekulárny systém genetiky NDN s cieľom pridať smerom k výrobe nových terapeutických prístupov k vývojovým poruchám, ktoré pozostávajú z autizmu.

Tieto výsledky výskumných štúdií boli zverejnené v Nature Communications júla na 1, 2021.

Aj keď sa počet ľudí identifikovaných s autizmom (problémom s rozsahom autizmu) v skutočnosti výrazne zvyšuje, niekoľko prvkov tohto vývojového problému stále nie je dobre známych. Jeho dôvody sa delia priamo na genetické prvky a ekologické prvky. V rámci týchto genetických prvkov boli u autistov skutočne objavené určité duplicitné varianty čísel; ako príklad replikácia chromozómu 15q11-q13. Tieto problémy v oblasti 15q11-q13 sa rozdelia priamo na matne získané a otcovsky získané chromozomálne replikačné situácie. Rozumie sa, že genetika Ube3a riadi maternálne získanú chromozomálnu replikáciu. Nie je však známe, ktorá genetika je dôležitá pre otcovsky získanú replikáciu.

Tento výskumný tím bol predtým úspešný pri vytváraní verzie replikácie 15q11-q13 (15q dup počítačová myš) pomocou počítačovej myši. Pomocou tejto verzie počítačovej myši identifikovali veľa problémov v otcovsky získaných situáciách chromozomálnej replikácie, pozostávajúcich z návykov podobných autizmu a problémov vo vývoji dendritických chrbtov. Vedci však neboli schopní určiť, ktorá genetika je zodpovedná za akcie podobné autizmu, pretože táto oblasť obsahuje niekoľko nekódujúcich RNA častíc a genetiku, ktorá kóduje zdravé proteíny.

Bol identifikovaný nový genetický zdroj autizmu a iných vývojových porúch

U 15q dup počítačových myší existuje celá škála genetík, pretože replikácia dosahuje oblasť 6 MB. Predchádzajúca výskumná štúdia odhalila, že problémy so správaním neboli spôsobené maternálne získanou replikáciou chromozómov, v dôsledku čoho boli vynechané hodnoty okolo 2 MB. Pokiaľ ide o ďalšie 4 MB, vedci pôvodne vyvinuli novú verziu počítačovej myši s replikáciou 1.5 megabajtov a skontrolovali problémy s akciami. Z výsledkov neboli schopní určiť žiadny typ problémov s autistickým správaním u 1.5-megabajtových replikačných počítačových myší. Vedci následne vynechali týchto 1.5 megabajtov a ako uskutočniteľné vyhliadky im zostala 3 genetika kódujúca bielkoviny.

Ďalej boli tieto 3 genetiky osobitne prezentované priamo do kôry počítačových myší pomocou elektroporácie in utero. Vedci určili spätnú cenu (vývoj a odstránenie dendritických miechových stĺpov počas dvoch dní) in vivo pomocou dvojfotónovej mikroskopickej šošovky a odhalili, že počet miechových stĺpov sa podstatne zvýšil, keď bola predstavená genetika Ndn (Obrázok 1A-C). Ďalej morfologická kategória týchto chrbticových stĺpcov ukázala, že väčšina bola predčasná. To ukazuje, že genetika Ndn riadi vývoj a rast dendritických miechových stĺpov počas vývojovej fázy (obrázok 1D).

Pomocou CRISPR-Cas9 vedci nakoniec eliminovali jeden duplikát genetiky Ndn z verzie počítačovej myši 15q dup, aby sa vytvorili počítačové myši so stabilizovaným genomickým duplikátom pre túto genetiku (počítačová myš 15q dupΔNdn). Použitím tejto verzie ukázali, že problémy pozorované u 15q dup počítačových myší (neobvyklý obrat ceny a znížený represívny synaptický vstup) možno zmierniť (obrázok 2).

Bol identifikovaný nový genetický zdroj autizmu a iných vývojových porúch

Nakoniec vedci skontrolovali, či sa pôvodne pozorované autistické návyky u 15q dup počítačových myší (pozostávajúce zo zvýšenej úzkosti v novom prostredí, zníženej sociability a zvýšenej vytrvalosti) objavili u 15q dupΔNdn počítačových myší. Odhalili, že väčšina výsledkov vyšetrenia správania u 15q dupΔNdn počítačových myší, neobvyklé návyky spojené so sociabilitou a vytrvalosťou boli zmiernené (obrázok 3).

Táto výskumná štúdia odhalila, že u počítačových myší s dvojitým autizmom 15q genetika NDN nehrá iba rozhodujúcu funkciu v návykoch podobných autizmu, ale navyše ovplyvňuje prvky ako nerovnosť excitácie / inhibície v synaptických charakteristikách a kôre. Ďalej chce výskumná študijná skupina objasniť vlastnosti genetiky NDN. Vedci chcú syntetickým riadením týchto funkcií alebo rozpoznávaním a riadením ich následných prvkov rozpoznať počiatočný systém vývojových porúch, ako je autizmus, a vytvoriť nové terapeutické prístupy.