Oamenii de știință au descoperit o proteină cheie responsabilă de asimetria creierului
Ultima examinare: 14.06.2024
Tot conținutul iLive este revizuit din punct de vedere medical sau verificat pentru a vă asigura cât mai multă precizie de fapt.
Avem linii directoare de aprovizionare stricte și legătura numai cu site-uri cu reputație media, instituții de cercetare academică și, ori de câte ori este posibil, studii medicale revizuite de experți. Rețineți că numerele din paranteze ([1], [2], etc.) sunt link-uri clickabile la aceste studii.
Dacă considerați că oricare dintre conținuturile noastre este inexactă, depășită sau îndoielnică, selectați-o și apăsați pe Ctrl + Enter.
Mecanismele genetice care stau la baza diferențelor unice stânga-dreapta ale creierului sunt acum mai bine înțelese prin noi cercetări, deschizând calea pentru o mai bună înțelegere a tulburărilor umane asociate cu asimetria creierului.
O proteină numită Cachd1 joacă un rol cheie în stabilirea structurii și funcției neuronale diferite ale fiecărei părți a creierului, au descoperit cercetătorii de la UCL, Institutul Wellcome Sanger, Universitatea din Oxford și alți colaboratori. Studiul a fost publicat în Science.
Prin desfășurarea de experimente genetice pe peștii zebra, cercetătorii au descoperit că, atunci când apare mutația Cachd1, partea dreaptă a creierului își pierde dezvoltarea normală asimetrică și devine o imagine în oglindă a părții stângi. Această tulburare provoacă conexiuni neuronale anormale care afectează funcția creierului.
Această descoperire pune în lumină mecanismele genetice care stau la baza asimetriei creierului, un fenomen observat la multe specii de animale, inclusiv la oameni. Înțelegerea acestor procese poate duce la o mai bună înțelegere a tulburărilor umane în care asimetria creierului este perturbată, cum ar fi schizofrenia, boala Alzheimer și tulburările din spectrul autismului.
În ciuda anatomiei lor în oglindă, emisferele stângă și dreaptă ale creierului uman au diferențe funcționale care afectează conexiunile neuronale și procesele cognitive, cum ar fi limbajul. Cum apar aceste diferențe stânga-dreapta în circuitele neuronale este încă puțin înțeles.
Folosind peștele zebra – un organism model bine-cunoscut pentru studierea dezvoltării creierului datorită embrionilor lor transparenți – cercetătorii și-au propus să studieze modul în care Cachd1 ar putea influența asimetria creierului.
Echipa a descoperit că atunci când Cachd1 este mutat, o regiune a creierului numită habenula își pierde distincția normală stânga-dreapta. Neuronii din partea dreaptă devin similari cu neuronii din partea stângă, perturbând conexiunile neuronale din habenula și afectând potențial funcția acesteia.
Dărâmarea cachd1 folosind morpholinos are ca rezultat simetrie bilaterală. (A-B) Vedere dorsală la 4 zile postfertilizare a tipurilor sălbatice neinjectate și a larvelor injectate cu morfolino cachd1 după hibridizarea in situ cu montare completă folosind ribosonde antisens împotriva markerilor habenulei dorsale asimetrice kctd12.1. (C) RT-PCR semicantitativă pentru transcrierile cachd1. Sursa: Science (2024). DOI: 10.1126/science.ade6970
Experimentele de legare la proteine au arătat că Cachd1 se leagă de doi receptori care permit celulelor să comunice prin calea de semnalizare Wnt, una dintre căile de comunicare celulară cel mai intens studiate, care joacă roluri importante în dezvoltarea timpurie, formarea celulelor stem și multe boli.
În plus, influența lui Cachd1 pare să fie specifică părții drepte a creierului, sugerând prezența unui factor inhibitor necunoscut care îi limitează activitatea pe partea stângă. Deși detaliile complete nu au fost încă elucidate, dovezile sugerează cu tărie că Cachd1 joacă un rol cheie în stabilirea distincției dintre partea stângă și cea dreaptă a creierului în curs de dezvoltare prin reglarea comunicării celulare în mod specific pe partea dreaptă.
Studiile viitoare vor examina dacă Cachd1 are alte funcții importante asociate cu calea Wnt.
„Acesta a fost un proiect extrem de colaborativ care a beneficiat foarte mult de o abordare interdisciplinară – genetica, biochimia și biologia structurală s-au reunit pentru a înțelege mai bine stabilirea asimetriei stânga-dreapta în creier, precum și pentru a identifica o nouă componentă a unui importantă cale de semnalizare cu roluri multiple în sănătate și boală”, spune dr. Gareth Powell, coautor al studiului, fost doctorand la Institutul Wellcome Sanger și acum membru al Departamentului de Biologie celulară și de dezvoltare a UCL.
„Sunt încântat să văd publicarea acestei cercetări extrem de colaborative, care a reunit mulți oameni talentați, cu interese și abilități științifice diferite din diferite instituții. Împreună, echipa ne-a permis să facem noi descoperiri interesante atât în calea de semnalizare Wnt, cât și în dezvoltarea asimetriei creierului”, spune profesorul Steve Wilson, autor principal al studiului de la Departamentul de Biologie celulară și de dezvoltare a UCL.