Niewielki fragment kodu genetycznego znacząco wpływa na połączenia komórek mózgowych, oferując wgląd w zaburzenia neurologiczne i rozwój mózgu.
Naukowcy z Institute for Basic Science (IBS) odkryli, że mały segment kodu genetycznego odgrywa kluczową rolę w sposobie, w jaki komórki mózgowe łączą się i komunikują. Odkrycie to może wyjaśnić pochodzenie kilku schorzeń neurologicznych i psychiatrycznych, pogłębiając nasze zrozumienie połączeń mózgowych.
Badanie, prowadzone przez dyrektora Kim Eunjoon z IBS, koncentrowało się na białku PTPδ, niezbędnym do tworzenia synaps, czyli połączeń, które umożliwiają komórkom mózgowym przekazywanie sygnałów. Chociaż PTPδ jest powiązane z zaburzeniami, takimi jak zaburzenia ze spektrum autyzmu (ASD) i ADHD, naukowcy zbadali mały segment zwany mini-eksonem B.
Mini-ekson B, mający zaledwie cztery aminokwasy długości, powstaje w wyniku alternatywnego składania, gdzie komórki włączają lub wykluczają fragmenty genetyczne, aby zmienić strukturę i funkcję białka. Genetycznie zmodyfikowane myszy pozbawione mini-eksonu B miały niski wskaźnik przeżycia, co podkreśla jego znaczenie we wczesnym rozwoju mózgu.
Myszy z jedną kopią zmienionego genu przeżyły, ale wykazywały zachowania lękowe i ograniczone ruchy. Nagrania mózgowe ujawniły brak równowagi w aktywności synaptycznej, co jest cechą charakterystyczną zaburzeń neurorozwojowych i psychiatrycznych. Naukowcy odkryli, że mini-ekson B jest niezbędny do interakcji PTPδ z innym białkiem o nazwie IL1RAP, zakłócając krytyczny szlak tworzenia synaps pobudzających.
Dyrektor Eunjoon stwierdził: „To badanie ilustruje, jak nawet najmniejszy element genetyczny może zachwiać równowagą obwodów neuronowych”. Odkrycie to podkreśla znaczenie badania nie tylko samych genów, ale także drobnych różnic w sposobie ich składania.
Badania te są istotne, biorąc pod uwagę rosnące dowody na to, że zaburzenia w składaniu mikroeksonów mogą leżeć u podstaw schorzeń neuropsychiatrycznych. Te spostrzeżenia mogą posłużyć do opracowania terapii, które celują w regulację składania lub przywracają normalną równowagę synaptyczną u osób dotkniętych chorobą, dając nadzieję na leczenie zaburzeń mózgu.