Научници су открили кључни протеин одговоран за асиметрију мозга

Генетски механизми који леже у основи јединствених разлика у мозгу лево-десно сада се боље разумеју кроз нова истраживања, отварајући пут бољем разумевању људских поремећаја повезаних са асиметријом мозга.

Протеин назван Цацхд1 игра кључну улогу у успостављању различите неуронске структуре и функције сваке стране мозга, открили су истраживачи са УЦЛ, Веллцоме Сангер Институте, Универзитета у Оксфорду и други сарадници. Студија је објављена у Сциенце.

Спровођењем генетских експеримената на зебри, истраживачи су открили да када дође до мутације Цацхд1, десна страна мозга губи свој нормалан асиметрични развој и постаје огледало леве стране. Овај поремећај изазива абнормалне неуронске везе које утичу на функцију мозга.

Ово откриће баца светло на генетске механизме који леже у основи асиметрије мозга, феномена примећеног код многих животињских врста, укључујући људе. Разумевање ових процеса може довести до бољег разумевања људских поремећаја у којима је поремећена асиметрија мозга, као што су шизофренија, Алцхајмерова болест и поремећаји из спектра аутизма.

Упркос својој анатомији огледала, лева и десна хемисфера људског мозга имају функционалне разлике које утичу на неуронске везе и когнитивне процесе као што је језик. Још увек је слабо схваћено како настају ове разлике лево-десно у неуронским круговима.

Користећи зебрицу — добро познати модел организма за проучавање развоја мозга захваљујући њиховим провидним ембрионима — истраживачи су кренули да проучавају како Цацхд1 може да утиче на асиметрију мозга.

Тим је открио да када је Цацхд1 мутиран, регион мозга који се зове хабенула губи своју нормалну разлику лево-десно. Неурони на десној страни постају слични неуронима на левој страни, ремете неуронске везе у хабенули и потенцијално утичу на њену функцију.

Обарање цацхд1 коришћењем морфолиноса доводи до билатералне симетрије. (А-Б) Дорзални приказ 4 дана након оплодње неињектираних дивљих типова и ларви убризганих цацхд1 морфолино након хибридизације целе ин ситу коришћењем антисенс рибопроба против асиметричних дорзалних хабенула маркера кцтд12.1. (Ц) Семиквантитативни РТ-ПЦР за цацхд1 транскрипте. Извор: Наука (2024). ДОИ: 10.1126/сциенце.аде6970

Експерименти везивања протеина су показали да се Цацхд1 везује за два рецептора који омогућавају ћелијама да комуницирају путем Внт сигналног пута, једног од најинтензивније проучаваних путева ћелијске комуникације који игра важну улогу у раном развоју, формирању матичних ћелија и многим болестима.

Поред тога, чини се да је утицај Цацхд1 специфичан за десну страну мозга, што указује на присуство непознатог инхибиторног фактора који ограничава његову активност на левој страни. Иако потпуни детаљи још увек нису разјашњени, докази снажно сугеришу да Цацхд1 игра кључну улогу у успостављању разлике између леве и десне стране мозга у развоју тако што регулише ћелијску комуникацију посебно на десној страни.

Будуће студије ће испитати да ли Цацхд1 има друге важне функције повезане са Внт путањом.

„Ово је био пројекат изузетно сарадње који је имао велике користи од интердисциплинарног приступа — генетика, биохемија и структурна биологија су се удружиле да боље разумеју успостављање лево-десне асиметрије у мозгу, као и да идентификују нову компоненту важан сигнални пут са вишеструким улогама у здрављу и болести“, каже др Гарет Пауел, коаутор студије, бивши студент докторских студија на Веллцоме Сангер институту, а сада члан УЦЛ-овог Одељења за ћелијску и развојну биологију.

„Драго ми је што видим објављивање овог изузетно колаборативног истраживања, које је окупило многе талентоване људе са различитим научним интересима и вештинама из различитих институција. Заједно, тим нам је омогућио да направимо узбудљива нова открића како у Внт сигналном путу тако иу развоју асиметрије мозга“, каже професор Стив Вилсон, виши аутор студије са Одељења за ћелијску и развојну биологију УЦЛ.