Gen związany z małogłowiem kluczem do rozwoju kory mózgu

Gen związany z małogłowiem kluczem do rozwoju kory mózgu

16 kwietnia, 2018
Czas czytania:
3 MIN
Udostępnij:

Obecność dobrze rozwiniętej kory mózgu z wieloma fałdami i zakrętami jest cechą, która odróżnia mózgi naczelnych i waleni od innych zwierząt i najprawdopodobniej jest źródłem ich inteligencji. Od dawna poszukiwano mechanizmu, który sprawia, że ich mózgi są tak odmienne. Wszystko wskazuje na to, że zespół naukowy z Uniwersytetu Yale, przy współpracy z innymi ośrodkami badawczymi, znalazł odpowiadający za to gen.

Badacze ci analizowali funkcje genu ASPM (ang. Abnormal Spindle in Microcephaly), którego mutacja związana jest u ludzi z małogłowiem, czyli zmniejszeniem co najmniej o połowę powierzchni kory mózgu. Zaobserwowano jednak, że uszkodzenia w obrębie tego genu nie wpływają znacząco na wielkość mózgu u myszy. Nie bez znaczenia jest to fakt, że mózgi mysie i ludzkie bardzo różnią się od siebie – te pierwsze charakteryzują się o wiele mniejszym pofałdowaniem. Zapewne właśnie dlatego mutacja w obrębie tego genu skutkuje zmniejszeniem mysiego mózgu zaledwie o 10%.

Aby dokładniej przyjrzeć się funkcjom, jakie pełni gen ASPM, naukowcy wybrali inny model badawczy – fretki (Mustella putouris furo). Ich mózgi o wiele bardziej niż mysie przypominają mózg człowieka, ze względu na obecność licznych fałdów kory. Za pomocą metod edycji genomu uszkodzono u ich zygot gen ASPM. Po urodzeniu nie zaobserwowano u tych zwierząt nieprawidłowości w budowie czy masie ciała, a jedynie znaczne obniżenie masy mózgu, dochodzące do 40%. Podobne objawy występują u ludzi przy małogłowiu. Obrazowanie za pomocą rezonansu magnetycznego (MRI) wykazało, również tak jak i ludzi, iż powierzchnia kory mózgu była u tych fretek znacznie zmniejszona. Zaobserwowano też, iż największe zmiany w tym zakresie dotyczyły części czołowej kory, najmniejsze zaś części potylicznej. Nie dostrzeżono natomiast zmian w grubości kory mózgu, co stanowi kolejne podobieństwo do wyników otrzymanych u ludzi.

Aby wyjaśnić mechanizm tych zmian, naukowcy przyjrzeli się procesowi neurogenezy u fretek zdrowych i tych, u których uszkodzono gen ASPM. Odkryli, że w korze tych drugich dochodzi do przedwczesnej migracji swoistych neuronowych komórek progenitorowych, które w normalnych warunkach dzielą się dalej, powodując zwiększenie powierzchni warstwy korowej.

Byoung-Il Bae, neurochirurg i współautor badań, mówi: “Wydaje się, że to białko ASPM sprawia, że neuronowe komórki progenitorowe pozostają w strefie zarodkowej i wielokrotnie dzielą się. Być może ten sam mechanizm doprowadził do powiększenia się mózgu u naczelnych i waleni.”

Informacja o autorze

Autor wpisu
Agnieszka Markowska-Jędra

Agnieszka ukończyła studia magisterskie na kierunku biotechnologia, specjalność: biotechnologia przemysłowa. Od zawsze jednak fascynowało ją to, co dzieje się w ludzkiej głowie. Dlatego też poszukuje informacji o tym, w jaki sposób całkiem proste oddziaływania poszczególnych komórek i cząsteczek przekładają się na złożone odczucia, emocje i zachowania. W czasach szkolnych marzyła o nagrodzie Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii. Dziś chciałaby tylko, żeby ludzie akceptowali to, co mówi im nauka. Z tego też powodu robi co w jej mocy, by przekazywać dostępną jej wiedzę w sposób ciekawy i zrozumiały dla każdego. Po godzinach, gdy nie zajmuje się suczką Ferą, z zapałem ćwiczy motorykę małą, intensywnie szydełkując. Ogląda przy tym programy o działaniu wszechświata lub słucha audiobooków. Kocha twórczość Joanny Chmielewskiej i Agathy Christie, z zamiłowaniem czyta też książki popularnonaukowe.

Johnson M.B.,Sun X., Kodani A., Borges-Monroy R., Girskis K.M., Ryu S.C., Wang P.P., Patel K., Gonzalez D.M., Woo Y.M., YanZ., Liang B., Smith R.S., Chatterjee M., Coman D., Papademetris X., Staib L.H., Hyder F., Mandeville J.B., Grant P.E., Im K., Kwak H., EngelhardtJ.F., Walsh C.A., Bae B. Aspm knockout ferret reveals an evolutionary mechanism governing cerebral cortical size. Nature 2018

Ostatnie wpisy

Dodaj komentarz