Новые публикации
Учёные обнаружили ключевой белок, ответственный за асимметрию мозга
Последняя редакция: 14.06.2024
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Генетические механизмы, лежащие в основе уникальных лево-правых различий в мозге, теперь лучше понятны благодаря новым исследованиям, что прокладывает путь к лучшему пониманию человеческих расстройств, связанных с нарушением асимметрии мозга.
Белок под названием Cachd1 играет ключевую роль в установлении различной нейронной структуры и функций каждой стороны мозга, как выяснили исследователи из UCL, Института Веллкома Сэнгера, Оксфордского университета и других соавторов. Исследование опубликовано в журнале Science.
Проводя генетические эксперименты на рыбках данио, исследователи обнаружили, что при мутации Cachd1 правая половина мозга теряет нормальное асимметричное развитие и становится зеркальным отражением левой стороны. Это нарушение вызывает аномальное нейронное соединение, что влияет на функцию мозга.
Это открытие проливает свет на генетические механизмы, лежащие в основе асимметрии мозга, феномена, наблюдаемого у многих видов животных, включая людей. Понимание этих процессов может привести к лучшему пониманию человеческих расстройств, при которых нарушена асимметрия мозга, таких как шизофрения, болезнь Альцгеймера и расстройства аутистического спектра.
Несмотря на зеркальное анатомическое строение, левые и правые полушария человеческого мозга имеют функциональные различия, влияющие на нейронные связи и когнитивные процессы, такие как язык. Как возникают эти лево-правые различия в нейронных схемах, до сих пор плохо изучено.
Используя рыбок данио — известный модельный организм для исследования развития мозга благодаря их прозрачным эмбрионам — исследователи намеревались изучить, как Cachd1 может влиять на асимметрию мозга.
Команда обнаружила, что при мутации Cachd1 область мозга, называемая габенула, теряет свои обычные лево-правые различия. Нейроны на правой стороне стали похожи на нейроны на левой стороне, что нарушает нейронные связи в габенуле и потенциально влияет на ее функцию.
Нокдаун cachd1 с использованием морфолино приводит к двусторонней симметрии. (A-B) Вид сверху на 4 сут после оплодотворения у неинъецированных диких типов и личинок, инъецированных морфолино cachd1, после цельномонтажной гибридизации in situ с использованием антисмысловых рибозондов против асимметричных маркеров дорсального хабенула kctd12.1. (C) Полуколичественная RT-ПЦР для транскриптов cachd1. Источник: Science (2024). DOI: 10.1126/science.ade6970
Эксперименты по связыванию белков показали, что Cachd1 связывается с двумя рецепторами, которые позволяют клеткам общаться через сигнальный путь Wnt — один из наиболее интенсивно изучаемых путей клеточной коммуникации, играющий важные роли в раннем развитии, образовании стволовых клеток и многих заболеваниях.
Кроме того, влияние Cachd1, по-видимому, специфично для правой стороны мозга, что предполагает наличие неизвестного ингибирующего фактора, ограничивающего его активность на левой стороне. Хотя полные детали еще не выяснены, данные сильно указывают на то, что Cachd1 играет ключевую роль в установлении различий между левой и правой сторонами развивающегося мозга, регулируя клеточную коммуникацию специально на правой стороне.
Будущие исследования будут изучать, имеются ли у Cachd1 другие важные функции, связанные с путем Wnt.
«Это был очень совместный проект, который значительно выиграл от междисциплинарного подхода — генетика, биохимия и структурная биология объединились, чтобы лучше понять установление лево-правой асимметрии в мозге, а также выявить новый компонент важного сигнального пути, имеющего множество ролей в здоровье и болезни», — говорит доктор Гарет Пауэлл, соавтор исследования, бывший докторант Института Веллкома Сэнгера, а теперь сотрудник отдела клеточной и развивающей биологии UCL.
«Я рад видеть публикацию этого высоко кооперативного исследования, которое объединило множество талантливых людей с различными научными интересами и навыками из различных институтов. Вместе команда позволила нам сделать захватывающие новые открытия как в сигнальном пути Wnt, так и в развитии асимметрии мозга», — говорит профессор Стив Вилсон, старший автор исследования, сотрудник отдела клеточной и развивающей биологии UCL.