Обнаружена генетическая причина нарушения умственного развития

Транспортная система основных материалов в клетках мозга нарушена при определенных генетических нарушениях развития, - пишет ekaprdweb01.eurekalert.org со ссылкой на American Journal of Human Genetics.

Исследователи из школы медицины Университета Мэриленда (UMSOM) определили новый ген, который может быть связан с определенными нарушениями развития нервной системы и умственными отклонениями. Исследователи считают, что обнаружение генов, участвующих в определенных типах нарушений развития, является важным первым шагом в определении причины этих нарушений и, в конечном итоге, в разработке потенциальных методов их лечения.

Около 3 процентов населения мира имеет умственную отсталость. До половины случаев связаны с генетикой, однако, поскольку многие тысячи генов участвуют в развитии мозга, было трудно определить конкретную причину для каждого пациента.

После того, как исследователи идентифицировали ген, они работали с сотрудниками, чтобы поставить клинический диагноз еще 10 семьям по всему миру, у которых были родственники с этим заболеванием. Исследователи также использовали рыбок данио, чтобы показать роль гена в развитии и выживании, продемонстрировав его важность для правильного функционирования нейронов мозга.

«Наша цель - найти столько генов, которые необходимы для функционирования мозга, и передать эти знания пациентам и их семьям для постановки клинически значимого генетического диагноза», - говорит Сайма Риазуддин, доктор философии, магистр здравоохранения, магистр делового администрирования, профессор оториноларингологии, хирургии, биохимии и молекулярной биологии в UMSOM.

Доктор Риазуддин и ее команда регулярно сотрудничают с несколькими учеными в Пакистане, изучающими группу из 350 географически изолированных семей, что в результате привело к инбридингу, приводящему к генетическим нарушениям, таким как расстройство психического развития и умственная отсталость.

Команда сосредоточилась на одной конкретной семье с двумя братьями и дядей с симптомами умственной отсталости, задержкой речи и другими вехами в развитии и эпилепсией. Другие члены семьи с подобными симптомами уже умерли в детстве или раннем взрослении. Доктор Риазуддин и ее команда определили ген AP1G1 как виновника.

Затем, в сотрудничестве с 27 другими учреждениями, ее команда смогла идентифицировать десять других семей с вариациями в том же гене, которые привели к задержке роста и умственной отсталости. Эти семьи жили в Италии, Германии, Нидерландах, Польше и США.

Чтобы определить роль гена в развитии, исследователи создали рыбок данио без Ap1g1. Все эмбрионы рыбок данио начали отмирать к четвертому дню. Когда исследователи добавили обратно мутировавшие версии генов, такие как те, что были обнаружены в семьях с расстройством нервного развития и умственной отсталостью, они наблюдали спектр симптомов с отмиранием некоторых эмбрионов рыбок данио, некоторые с серьезными структурными дефектами, а другие с незначительными деформациями хвоста.

Ген AP1G1 содержит схемы для создания белка-адаптера 1 гамма-1 (AP1γ1). Этот белок - одна из пяти частей, составляющих комплекс адаптера белка, который создает транспортные пузырьки для перемещения материалов вокруг клеток.

«Думайте об этих транспортных пузырьках как о небольших транспортных средствах, например грузовиках, которые должны загружать, транспортировать и разгружать свой груз вокруг клеток (например, нейронов), чтобы обеспечить клетки необходимыми материалами для функционирования», - говорит доктор Риазуддин.

Команда доктора Риазуддина создала нормальные и мутантные версии AP1G1, которые они поместили в клетки млекопитающих с молекулами груза, помеченными красным. Клетки с мутантными версиями AP1G1 имели везикулы, которые задерживали доставку своего груза или не доставляли его вообще.

«Улучшение клинической диагностики этих нарушений развития может в конечном итоге предоставить новые цели для лечения, чтобы в один прекрасный день иметь возможность лечить эти состояния, позволяя большему количеству людей жить самостоятельно», - говорит Э. Альберт Рис, доктор медицины, доктор философии, магистр делового администрирования, исполнительный вице-президент по медицинским вопросам университета штата Балтимор, и Джон З. и Акико К. Бауэрс, заслуженный профессор и декан Медицинской школы Университета Мэриленда.

[Фото: ekaprdweb01.eurekalert.org]