Дефектный ген высокого риска развития аутизма замедляет работу клеток мозга

Дефектный ген высокого риска развития аутизма замедляет работу клеток мозга

Ученые из IST Austria выяснили, как ген высокого риска развития расстройства аутистического спектра влияет на развитие мозга.

Только в Европейском союзе около трех миллионов человек страдают расстройством аутистического спектра (РАС). Некоторые из них страдают лишь незначительно и могут жить независимой жизнью. У других есть тяжелые формы инвалидности. Общее у разных форм — это трудности с социальным взаимодействием и общением, а также повторяющееся стереотипное поведение. Мутации в нескольких сотнях генов связаны с РАС. Один из них называется Cullin 3, и это ген высокого риска: мутация этого гена почти наверняка приводит к заболеванию. Но как именно этот ген влияет на мозг? Чтобы узнать больше об этом, Джасмин Моранделл и Лена Шварц, аспиранты исследовательской группы профессора Гайи Новарино, обратились к мышам, у которых ген Cullin 3 был частично деактивирован, и сравнили их со своими здоровыми братьями и сестрами. Их результаты только что опубликованы в журнале. Nature Communications.

В серии поведенческих и моторных тестов команда хотела увидеть, подражают ли модифицированные мыши некоторым характеристикам пациентов с этой формой аутизма и, следовательно, могут ли они использоваться в качестве модельных организмов. В одном из этих тестов, так называемом трехкамерном тесте на общительность, мышь могла свободно исследовать три соседние камеры коробки, соединенные дверцами. Теперь ученые поместили двух других мышей во внешние коробки: одна была уже знакома исследуемой мыши, а другая мышь никогда не встречалась. «Здоровые мыши обычно предпочитают новое, а не уже знакомое», — объясняет Жасмин Моранделл, соавтор исследования. Однако мышь с измененным геном Cullin 3 не показала признаков узнавания. Кроме того, у мышей были нарушения координации движений, а также другие когнитивные нарушения, связанные с РАС.

Дефектный ген высокого риска развития аутизма замедляет работу клеток мозга

Изучая мозг мыши, исследователи заметили очень тонкое, но последовательное изменение положения некоторых клеток мозга. Эти так называемые нейроны или нервные клетки происходят из особой области мозга. Оттуда они мигрируют к самым верхним слоям, пока не найдут свое назначенное место в коре головного мозга. Это очень чувствительный процесс, при котором даже небольшие изменения скорости их перемещения могут изменить структуру коры. Отметив мигрирующие нейроны, ученые могли отслеживать их движения.

Ответ заключается в той важной роли, которую Cullin 3 играет в конце жизни белков. Когда пришло их время, ген Cullin 3 помечает их для деградации — процесса, который необходимо жестко регулировать, чтобы предотвратить накопление белков. Чтобы выяснить, какие белки регулируются неправильно при дефекте Cullin 3, Моранделл и Шварц систематически проанализировали белковый состав мозга мыши.

Оказалось, что белок Plastin 3, который ранее был неизвестен в контексте миграции нейрональных клеток, действительно играет важную роль в этом процессе. Все это происходит на очень ранней стадии развития мозга, примерно в середине беременности — задолго до того, как кто-либо заметит какие-либо изменения в состоянии плода.

Актуальные новости России и мира