...

Gen związany z małogłowiem kluczem do rozwoju kory mózgu

Naukowcy z Yale, we współpracy z innymi instytutami badawczymi, zidentyfikowali gen, który prawdopodobnie odpowiada za intensywny rozwój kory mózgu u naczelnych. Mutacja tego genu wiąże się z występowaniem ciężkiego małogłowia u ludzi i u niektórych gatunków zwierząt.

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.”
Bibliografia

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

Udostępnij:
Facebook
Twitter
LinkedIn

Ostatnie wpisy:

Podziel się opinią!

polecane wpisy:

Dzieci powinny czytać

W młodym wieku zachodzą kluczowe procesy plastyczności neuronalnej, które są istotne dla rozwoju mózgu. Dlatego warto wspierać u dzieci zachowania kształtujące ich rozwój, ponieważ mogą okazać się korzystne w dorosłym życiu. Przykładem takiego zachowania jest czytanie książek, czyli jedna z...

Kondycja wątroby a funkcje poznawcze

Przewlekłe choroby wątroby są coraz to bardziej powszechne w społeczeństwie. W ich przebiegu obserwuje się postępujące zmiany polegające na stopniowym zastępowaniu prawidłowego miąższu wątroby tkanką włóknistą, co prowadzi do zaburzeń struktury i funkcji tego narządu. Coraz więcej doniesień naukowych wskazuje,...

Jak białka pomagają spać

Sen pojawił się na wczesnym etapie ewolucji zwierząt i pełni podobną funkcję u wielu gatunków. Zarówno jego długość, jak i jakość jest ważna dla zachowania zdrowia. Jakość snu określana jest m.in. na podstawie częstotliwości i ilości wybudzeń w ciągu nocy....

Archiwum: