Znanstvenici su otkrili ključni protein odgovoran za asimetriju mozga
Posljednji pregledao: 14.06.2024
Svi iLive sadržaji medicinski se pregledavaju ili provjeravaju kako bi se osigurala što je moguće točnija činjenica.
Imamo stroge smjernice za pronalaženje izvora i samo povezujemo s uglednim medijskim stranicama, akademskim istraživačkim institucijama i, kad god je to moguće, medicinski pregledanim studijama. Imajte na umu da su brojevi u zagradama ([1], [2], itd.) Poveznice koje se mogu kliknuti na ove studije.
Ako smatrate da je bilo koji od naših sadržaja netočan, zastario ili na neki drugi način upitan, odaberite ga i pritisnite Ctrl + Enter.
Genetski mehanizmi koji leže u osnovi jedinstvenih lijevo-desnih razlika u mozgu sada se bolje razumiju kroz nova istraživanja, utirući put boljem razumijevanju ljudskih poremećaja povezanih s asimetrijom mozga.
Protein nazvan Cachd1 igra ključnu ulogu u uspostavljanju različite neuralne strukture i funkcije svake strane mozga, otkrili su istraživači s UCL-a, Wellcome Sanger instituta, Sveučilišta u Oxfordu i drugi suradnici. Studija je objavljena u Science.
Provodeći genetske pokuse na ribama zebricama, istraživači su otkrili da kada dođe do mutacije Cachd1, desna strana mozga gubi normalan asimetrični razvoj i postaje zrcalna slika lijeve strane. Ovaj poremećaj uzrokuje abnormalne neuronske veze koje utječu na rad mozga.
Ovo otkriće baca svjetlo na genetske mehanizme koji leže u pozadini asimetrije mozga, fenomena uočenog kod mnogih životinjskih vrsta, uključujući ljude. Razumijevanje ovih procesa može dovesti do boljeg razumijevanja ljudskih poremećaja kod kojih je poremećena asimetrija mozga, kao što su shizofrenija, Alzheimerova bolest i poremećaji iz spektra autizma.
Unatoč svojoj zrcalnoj anatomiji, lijeva i desna hemisfera ljudskog mozga imaju funkcionalne razlike koje utječu na neuronske veze i kognitivne procese kao što je jezik. Kako nastaju te lijevo-desne razlike u neuralnim sklopovima još uvijek se slabo razumije.
Koristeći ribicu zebricu — dobro poznati model organizma za proučavanje razvoja mozga zahvaljujući njihovim prozirnim embrijima — istraživači su krenuli proučavati kako Cachd1 može utjecati na asimetriju mozga.
Tim je otkrio da kada je Cachd1 mutiran, regija mozga koja se zove habenula gubi svoju normalnu razliku lijevo-desno. Neuroni na desnoj strani postaju slični neuronima na lijevoj strani, ometajući neuralne veze u habenuli i potencijalno utječući na njezinu funkciju.
Knokdaun cachd1 pomoću morfolinosa rezultira bilateralnom simetrijom. (A-B) Dorzalni prikaz 4 dana nakon oplodnje neinjektiranih divljih tipova i cachd1 morfolino injektiranih ličinki nakon in situ hibridizacije na cijeloj površini upotrebom antisense ribosondi protiv asimetričnih dorzalnih habenula markera kctd12.1. (C) Semikvantitativni RT-PCR za cachd1 transkripte. Izvor: Znanost (2024). DOI: 10.1126/science.ade6970
Eksperimenti vezanja proteina pokazali su da se Cachd1 veže na dva receptora koji omogućuju stanicama komunikaciju putem Wnt signalnog puta, jednog od najintenzivnije proučavanih putova stanične komunikacije koji ima važnu ulogu u ranom razvoju, formiranju matičnih stanica i mnogim bolestima.
Osim toga, čini se da je utjecaj Cachd1 specifičan za desnu stranu mozga, što ukazuje na prisutnost nepoznatog inhibitornog faktora koji ograničava njegovu aktivnost na lijevoj strani. Iako potpuni detalji još nisu razjašnjeni, dokazi snažno upućuju na to da Cachd1 igra ključnu ulogu u uspostavljanju razlike između lijeve i desne strane mozga u razvoju regulirajući staničnu komunikaciju posebno na desnoj strani.
Buduće studije ispitat će ima li Cachd1 druge važne funkcije povezane s Wnt putem.
"Ovo je bio projekt visoke suradnje koji je imao velike koristi od interdisciplinarnog pristupa - genetika, biokemija i strukturna biologija udružili su se kako bi bolje razumjeli uspostavljanje lijevo-desne asimetrije u mozgu, kao i identificirali novu komponentu važan signalni put s višestrukim ulogama u zdravlju i bolesti,” kaže dr. Gareth Powell, koautor studije, bivši doktorand na Institutu Wellcome Sanger, a sada član Odjela za staničnu i razvojnu biologiju UCL-a.
„Drago mi je vidjeti objavljivanje ovog vrlo suradničkog istraživanja koje je okupilo mnogo talentiranih ljudi s različitim znanstvenim interesima i vještinama iz različitih institucija. Zajedno, tim nam je omogućio da dođemo do uzbudljivih novih otkrića u signalnom putu Wnt i razvoju asimetrije mozga,” kaže profesor Steve Wilson, viši autor studije s Odsjeka za stanicu i razvojnu biologiju Sveučilišta u Londonu.