Крошечный фрагмент генетического кода оказывает значительное влияние на связи между клетками мозга, предлагая понимание неврологических расстройств и развития мозга.
Исследователи из Института фундаментальных наук (IBS) обнаружили, что небольшой сегмент генетического кода играет решающую роль в том, как клетки мозга соединяются и общаются. Это открытие может объяснить происхождение нескольких неврологических и психиатрических состояний, углубляя наше понимание формирования мозга.
Исследование, проведенное директором Ким Ынджуном в IBS, было сосредоточено на белке PTPδ, необходимом для формирования синапсов, соединений, которые позволяют клеткам мозга передавать сигналы. Хотя PTPδ был связан с такими расстройствами, как расстройство аутистического спектра (РАС) и СДВГ, исследователи изучили крошечный сегмент, называемый мини-экзон B.
Мини-экзон B, длиной всего в четыре аминокислоты, создается посредством альтернативного сплайсинга, когда клетки включают или исключают генетические фрагменты, чтобы изменить структуру и функцию белка. Генетически модифицированные мыши, лишенные мини-экзона B, имели низкую выживаемость, что подчеркивает его важность в раннем развитии мозга.
Мыши с одной копией измененного гена выжили, но проявляли тревожное поведение и снижение подвижности. Записи мозга показали дисбаланс синаптической активности, что является отличительной чертой нейродегенеративных и психиатрических расстройств. Исследователи обнаружили, что мини-экзон B необходим для взаимодействия PTPδ с другим белком, называемым IL1RAP, нарушая критический путь для формирования возбуждающих синапсов.
Директор Ынджун заявил: «Это исследование иллюстрирует, как даже самый крошечный генетический элемент может нарушить баланс нейронных цепей». Это открытие подчеркивает важность изучения не только самих генов, но и крошечных вариаций в том, как они собираются.
Это исследование актуально, учитывая растущее количество данных о том, что нарушения сплайсинга микроэкзонов могут лежать в основе нейропсихиатрических состояний. Эти знания могут лечь в основу разработки методов лечения, направленных на регуляцию сплайсинга или восстановление нормального синаптического баланса у пострадавших, что дает надежду на лечение заболеваний головного мозга.