Zebra balığı Çalışması Otizm ve Şizofreni ile Bağlantılı Kimlik Genlerine Yardımcı Oluyor
Duke Üniversitesi Tıp Merkezi'ndeki araştırmacılar yakın zamanda bir zebra balığına bir dizi insan genini nakletti ve daha sonra doğumda kafa büyüklüğünden sorumlu genleri belirlemek için kullandı. İnsan bebeklerinde kafa boyutu otizmle ve şizofreni gibi diğer önemli nörolojik bozukluklarla ilgilidir.
Gelişimsel biyoloji, pediatri ve hücre biyolojisi profesörü olan kıdemli yazar Nicholas Katsanis, "Tıbbi araştırmalarda, nörogelişimsel özelliklere yol açan kesin mekanizmaları anlayabilmemiz için biyolojideki olayları incelememiz gerekiyor," dedi.
Katsanis, 16. kromozomdaki bir bölgenin otizm ve şizofreniye en büyük genetik katkı sağlayanlardan biri olduğunu bildiğini söyledi, ancak Avrupa'daki bir tıp toplantısında yapılan bir konuşma, aynı bölgedeki değişikliklerin yeni doğmuş bir bebeğin kafa büyüklüğündeki değişikliklerle de ilişkili olduğu bilgisine işaret etti. .
Sorunun çözülmesi zordu çünkü bölgede insanlarda en yaygın mutasyonlar olan DNA'da büyük delesyonlar ve kopyalar vardı, dedi ve "Yorum yapmak üzücü derecede zor."
Bunun nedeni, DNA'nın kopyalanması veya eksik DNA'nın genellikle birkaç geni içermesidir.
Katsanis, "'Burada çok sayıda genin bulunduğu bir bölge, bazen 50'den fazla gen' e gitmek çok zor, 'bunlar bu patolojiye neden olan genler' dedi.
Sonra bir ampul anı yaşadı. Araştırmacıların incelediği genom alanı, beyin hücresi büyümesi açısından zıt kusurlara yol açtı.
"Söz konusu bir geni aşırı ifade etmenin bir fenotip - daha küçük bir kafa - verebileceğini, aynı geni kapatmanın diğerine daha büyük bir kafa verebileceğini fark ettik” dedi.
Araştırmacılar, zebra balığı embriyolarına 29 gen içerdiği bilinen insan kromozomu 16'nın ortak bir çoğaltma alanını nakletti ve daha sonra küçük bir kafaya (mikrosefali) neden olabilecek aktiviteyi sistematik olarak ortaya çıkardı. Daha sonra, herhangi birinin karşılıklı hataya neden olup olmadığını görmek için aynı gen kümesini bastırdılar: daha büyük kafalar (makrosefali).
Araştırmacılar, otizmli çocukların yüzde 1,7'sinde bu 29 geni içeren bölgenin silinmesinin gerçekleştiğini bildiklerini söyledi.
Ekibin böyle bir "kopya sayısı varyantını" incelemesi birkaç ay sürdü - genomda anormal sayıda bir veya daha fazla kromozomal DNA bölümü ile sonuçlanan bir değişiklik.
Katsanis, nörobilişselliğin düşünme, konsantre olma becerisine atıfta bulunduğunu belirterek, "Artık dozaja duyarlı bir genetik bulgudan yola çıkıp bu gen hakkında makul sorular sormaya başlayabiliriz, bu büyük bir sıçrama." Dedi. akıl yürüt, hatırla, bilgiyi işle, öğren, anla ve konuş.
Katsanis, "zebra balıklarında otistik veya şizofrenik davranışları incelemede büyük sınırlamalar olduğunu, ancak kafa boyutunu, çene boyutunu veya yüz anormalliklerini ölçebiliriz" dedi.
Söz konusu gen olan KCTD13, yeni beyin hücrelerinin oluşumunu ve yok edilmesini düzenleyerek zebra balıklarında kafa boyutunu belirlemekten sorumludur. Bu keşif, ekibin insanlardaki benzer gene odaklanmasına izin verdi.
Katsanis, "Bu gen otizm vakalarına katkıda bulunuyor ve muhtemelen şizofreni ve ayrıca çocukluk çağı obezitesi ile ilişkilidir," dedi.
Gen ortaya çıkarıldıktan sonra, araştırmacılar ürettiği proteini inceleyebilirler. Katsanis, "Proteine sahip olduğunuzda, değerli işlevsel sorular sormaya ve genin hayvanda veya insanda ne yaptığını öğrenmeye başlayabilirsiniz" dedi.
Bu ekibin 16. kromozomda buldukları gibi kopya sayı varyantlarının artık genetik mutasyonların en yaygın kaynaklarından biri olduğu düşünülüyor. Araştırmacı, çok çeşitli klinik problemleri, özellikle nörogelişimsel bozuklukları olan hastalarda bu tür kromozom delesyonlarının ve kopyalarının binlerce olmasa bile yüzlercesinin bulunduğunu söyledi.
Katsanis, "Artık onları incelemek için etkili bir araca sahip olabiliriz, bu da bize hastalık mekanizmalarının hem teşhisini hem de anlayışını geliştirme yeteneği verir," dedi.
Çalışma dergide çevrimiçi olarak yayınlandı Doğa.
Kaynak: Duke Üniversitesi Tıp Merkezi
