Ein winziges Stück genetischer Code hat einen erheblichen Einfluss auf die Verbindungen von Gehirnzellen und bietet Einblicke in neurologische Störungen und die Gehirnentwicklung.
Forscher des Institute for Basic Science (IBS) haben entdeckt, dass ein kleines Segment des genetischen Codes eine entscheidende Rolle dabei spielt, wie Gehirnzellen sich verbinden und kommunizieren. Diese Erkenntnis könnte die Ursprünge verschiedener neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen erklären und unser Verständnis der Gehirnverdrahtung vertiefen.
Die von Direktor Kim Eunjoon am IBS geleitete Studie konzentrierte sich auf das PTPδ-Protein, das für die Synapsenbildung unerlässlich ist, also die Verbindungen, die es Gehirnzellen ermöglichen, Signale weiterzuleiten. Obwohl PTPδ mit Erkrankungen wie Autismus-Spektrum-Störung (ASS) und ADHS in Verbindung gebracht wurde, untersuchten die Forscher ein winziges Segment namens Mini-Exon B.
Mini-Exon B, das nur vier Aminosäuren lang ist, entsteht durch alternatives Spleißen, bei dem Zellen genetische Schnipsel ein- oder ausschließen, um die Proteinstruktur und -funktion zu verändern. Gentechnisch veränderte Mäuse, denen Mini-Exon B fehlte, hatten eine geringe Überlebensrate, was seine Bedeutung für die frühe Gehirnentwicklung unterstreicht.
Mäuse mit einer Kopie des veränderten Gens überlebten, zeigten aber angstähnliches Verhalten und reduzierte Bewegung. Gehirnaufzeichnungen zeigten ein Ungleichgewicht der synaptischen Aktivität, ein Kennzeichen von neuroentwicklungsbedingten und psychiatrischen Störungen. Die Forscher fanden heraus, dass Mini-Exon B notwendig ist, damit PTPδ mit einem anderen Protein namens IL1RAP interagieren kann, wodurch ein kritischer Pfad für die Bildung von exzitatorischen Synapsen unterbrochen wird.
Direktor Eunjoon erklärte: "Diese Studie veranschaulicht, wie selbst das kleinste genetische Element das Gleichgewicht neuronaler Schaltkreise kippen kann." Diese Entdeckung unterstreicht, wie wichtig es ist, nicht nur die Gene selbst zu untersuchen, sondern auch die winzigen Variationen in ihrer Zusammensetzung.
Diese Forschung ist angesichts der wachsenden Beweise dafür, dass Störungen im Microexon-Spleißen neuropsychiatrischen Erkrankungen zugrunde liegen können, von Bedeutung. Diese Erkenntnisse könnten die Entwicklung von Therapien beeinflussen, die auf die Spleißregulation abzielen oder das normale synaptische Gleichgewicht bei betroffenen Personen wiederherstellen und so Hoffnung auf die Behandlung von Hirnerkrankungen geben.