Мутации генетического кода | «Биомаркер»

Мутации генетического кода могут нарушать структуры мозга через митохондриальную дисфункцию

Аутизм часто изображают в виде паззла с недостающими кусочками. Ничто так не радует тех, кто живет или работает в поле аутизма, как информация, которая представляет собой новый кусочек паззла, позволяющий соединить между собой уже имеющиеся в наличии, но отдельно стоящие части. Новое исследование под руководством профессора нейробиологии, анатомии и клеточной биологии Вашингтонского университета (США) Энтони-Самуэля ЛаМантины представляет собой как раз такое связующее звено.

 

Известно, что у людей с так называемым синдромом делеции 22q11.2 отсутствует одна из копий сегмента, участок в 30-40 генов. Примерно около половины людей с этим синдромом имеют диагноз «аутизм».

 

Группа ЛаМантины изучала мышей с данной мутацией. Ученые обнаружили, что у них значительно меньше нейронов в двух из шести слоев коры мозга — во втором и третьем. Нейроны этих слоев выстраивают длинные цепочки связей с нейронами во всех других слоях коры. У мышей-мутантов эти нейроны отличались и по форме: аксоны и дендриты (отростки нейронов) были короче и слабее разветвлены, чем у типичных мышей. Это имеет результатом недостаточное количество синапсов (нейронных связей).

 

Самым интересным оказалось то, что митохондрии в клетках мышей с делецией были также неправильной формы: круглые и «распухшие», а не длинные и узкие, как это должно быть в норме. Круглые митохондрии — признак избытка свободных радикалов, которые повреждают клетки. Ученые убедились в том, что в нейронах мышей, действительно, такой избыток имел место.

 

Таким образом паззл сложился. Один из генов участки 22q11.2 — TXNRD2 — кодирует фермент, который помогает нейтрализовать свободные радикалы. При «выключении» этого гена в типичных нейронах, количество свободных радикалов повышается, а аксоны и дендриты усыхают. Выключение других генов на этом участке такого эффекта не дало.

 

Аутизм, как известно из предыдущих исследований (о некоторых из них мы рассказывали в этом блоге), связан с митохондриальной дисфункцией, и новая информация показывает, как именно.

 

(Ниже — ссылки на исследования [2], [3], обнаружившие митохондриальные нарушения в мозговой ткани, мышечной ткани и белых кровяных тельцах детей с аутизмом, а также в мозге мышей с другой мутацией, ассоциированной с аутизмом).

 

Важен и еще один аспект исследования. Ученым удалось установить, что антиоксидант NAC (N-ацетил-L-цистеин), нейтрализующий свободные радикалы, снизил их уровень в клетках мышей с делецией, а также удлинил аксоны и дендриты в мозговой ткани животных. Мыши, пролеченные NAC, показали существенные улучшения исполнительских функций, связанных с ключевыми мыслительными способностями.

 

Группа ЛаМантины планирует далее исследовать, вылечивает ли NAC пострадавших мышей полностью, если давать его животным на раннем этапе развития, либо такое лечение будет необходимо пожизненно.

Ученые предупреждают, что находки этой работы должны быть проверены на других животных моделях аутизма. Неясно также, является ли связь между генетическим нарушением, митохондриальной дисфункцией и изменениями в мозговых структурах типичной именно для мутации 22-ой хромосомы или для других мутаций тоже.

 

На картинке: в нижнем ряду — нейроны мышей с делецией, в верхнем — нейроны обычных мышей. Видно, что верхние нейроны имеют больше ответвлений.

 

1. Mitochondrial Dysfunction Leads to Cortical Under-Connectivity and Cognitive Impairment. Neuron. 2019 Jun 19;102(6):1127-1142.e3. doi: 10.1016/j.neuron.2019.04.013. Epub 2019 May 9.
2. Mitochondrial dysfunction in autism spectrum disorders: a population-based study. Dev Med Child Neurol. 2005 Mar;47(3):185-9.
3. Mitochondrial dysfunction in autistic patients with 15q inverted duplication. Ann Neurol. 2003 Jun;53(6):801-4.

Spectrum News. Autism mutation may disrupt brain structure by disabling mitochondria

 

Остались вопросы?

Получите бесплатную консультацию от специалистов клинической лаборатории «Биомаркер».


Задайте свой вопрос 
нашему специалисту

Наши специалисты готовы ответить на вопросы. Гарантия полной анонимности.

Запишитесь на skype-
консультацию

Наши специалисты готовы ответить на вопросы онлайн. Гарантия полной конфиденциальности.

Задайте свой вопрос
нашему специалисту

Наши специалисты готовы ответить на вопросы. Гарантия полной анонимности.

Запишитесь на сдачу
анализа

Укажите удобное Вам время и дату для сдачи анализа. Мы вам перезвоним и уточним детали в течении 10 минут.

ok

Спасибо!

Наши специалисты в ближайшее время
рассмотрят Вашу заявку и свяжутся для
уточнения деталей.