Hlavní vliv jediného genu na mozkové deformity

Deformace mozku, o nichž se dříve myslelo, že nesouvisí, lze nyní vysledovat zpět k mutacím v jediném genu kritickém pro vývoj lidské mozkové kůry, uvedli vědci z Yale ve vydání časopisu z 22. srpna Příroda.

Zjištění ukazují, jak je jeden gen zodpovědný za regulaci produkce kortikálních neuronů, udržování cesty těchto neuronů na kritická místa v mozku, rozvoj zřetelného skládání lidské mozkové tkáně v kůře a dokonce delegování velikosti samotného mozku.

"Mechanicky víme jen málo o tom, jak se vyvíjí lidská mozková kůra a geny zapojené do tohoto procesu." Špičkové molekulárně genetické přístupy nám nyní umožňují pitvat tento složitý proces. Pochopení normální funkce molekul, jako je WDR62, nás přiblíží o krok blíže k řešení této úžasné hádanky, “řekl Murat Gunel, hlavní autor článku a Nixdorff-německý profesor neurochirurgie, genetiky a neurobiologie na Yale.

Během dlouhodobého partnerství mezi Gunelem a tureckými vědci Yaleův tým pečlivě sledoval dva bratrance z Turecka, kteří se narodili se zvláště nedostatečně vyvinutými mozkovými kůrami způsobujícími podstatně menší než průměrný mozek.

Vědci zjistili, že oba bratranci vykazovali známky abnormalit v pohybu kortikálních neuronů do jejich normálních cílů, stejně jako defekty v obvyklých záhybech kůry. Předpokládalo se, že tyto deformity byly zcela samostatnými problémy, ale nalezení těchto podobností ve dvou souvisejících předmětech naznačilo, že by mohla existovat jediná základní příčina, uvedli vědci.

K dalšímu testování této teorie vědci použili sekvenování celého exomu, technologii vytvořenou na Yale, která umožňuje rychlé a relativně levné sekvenování všech genů kódujících proteiny v lidském genomu. Vyšetřovatelé poté určili mutace v obou kopiích genu kódujícího protein WDR62.

Když vědci sekvenovali stejný gen u dalších pacientů s deformacemi ve vývoji mozkové kortikální tkáně, byli schopni identifikovat šest dalších rodin s mutacemi v obou kopiích WDR62.

"Protože pacienti s mutacemi v tomto genu tvořili jen zlomek celkové kohorty, bylo by velmi obtížné zmapovat a identifikovat tento gen pomocí tradičních genetických přístupů," uvedl Richard Lifton, profesor Sterling a předseda genetiky v Yale, jehož laboratoř se vyvinula techniky sekvenování a analýzy exome použité v této studii.

Výsledky nabízejí překvapivý pohled na mnoho rolí, které může jeden gen hrát ve vývoji mozku, poznamenali vědci.

"Studie poruch lidského mozku prochází revolucí v důsledku nových sekvenčních technologií," uvedl Matthew W. State, docent Donald J. Cohen, docent dětské psychiatrie, psychiatrie a genetiky, který studii spolu s Gunelem navrhl. a Lifton. "Přístupy použité v této studii slibují odhalení mnoha záhad týkajících se genetiky vývojových poruch, od kortikálních malformací přes autismus až po mentální retardaci," dodal.

Ali Ozturk a Kaya Bilguvar z Yale jsou prvními autory studie. Do studie přispělo několik dalších vědců z Yale a několik tureckých lékařů a vědců. Hlavní financování studie bylo poskytnuto stimulačním grantem od National Institutes of Health, National Institute for Neurological Disorders and Stroke.

"Pokračující spolupráce s našimi tureckými kolegy spolu s technologickým vývojem v Yale v kombinaci s včasným financováním NIH nám umožnilo dosáhnout těchto výsledků," řekl Gunel. "Bez stimulačního financování by to nebylo možné," uvedl a dodal, že další financování poskytl Lékařský institut Howarda Hughese a Yale University.

Zdroj: Yale University