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对大脑发育障碍的新见解

两年前,寨卡病毒引起人们对小头畸形的注意,这是一种发育障碍,其中大脑和颅骨显示抑制了生长。但还有其他原因导致小头畸形,如先天性遗传病。关于大脑发育的问题仍然未知,但乌特勒支大学的研究人员与他们在瑞士的同事合作,现在已经开始了解所涉及的分子。他们的研究结果将发表在Nature Cell Biology上。

对大脑发育障碍的新见解

“生物过程由我们细胞中的分子决定。我们只能通过放大这个分子世界来了解决定健康和疾病的因素并找到控制这些因素的药物”,研究负责人Anna Akhmanova教授解释道。

惊人的发现

研究人员开始研究蛋白质ASPM。“我们知道小头畸形的遗传形式通常是由这种蛋白质的缺陷引起的。但令人惊讶的发现是ASPM似乎与另一种叫做katanin的蛋白质密切配合”,告诉Akhmanova。

健康发展的必要条件

似乎这种合作对于细胞分裂很重要,因此对于脑细胞的正常发育也很重要。“ASPM和katanin之间的相互作用是细胞分裂与神经细胞特化之间适当平衡所必需的。当平衡在一个方向或另一个方向上摇摆过多时,产生的脑细胞就会太少”,Akhmanova补充道。

关键的平衡

对于发育脑细胞,这种平衡尤其重要,因为一旦它们成为神经细胞,它们就无法分裂。如果新细胞过快地发育成神经细胞,则不会形成足够的细胞,并且大脑仍然很小。

关键位置

在细胞分裂过程中,必须在子细胞之间复制和分配DNA。称为有丝分裂纺锤体的细胞结构将含DNA结构即染色体拉开。照片显示了纺锤体中DNA(蓝色)的显微图像。蛋白质ASPM似乎在这个过程中起关键作用,因为它位于纺锤体的“极”(黄色)。

主轴位置

该研究表明ASPM如何在分子水平上发挥作用,以及它为何如此重要。与蛋白质katanin合作,ASPM负责调节纺锤体的组织和定位。“这种定位有助于确定子细胞是如何发育的:它们会成为新细胞的复制品,还是会发育成神经细胞”,Akhmanova解释说。

更广泛的见解

现在可以在分子水平上更好地理解蛋白质ASPM的偏差导致小头畸形的事实。然而,这项研究的结果提供了更广泛的见解,这可能使解释或找到该疾病的其他原因成为可能。

进化独特

然而,Akhmanova对大脑发育的迷恋并不仅限于疾病。“即使是猿类,我们最近的亲戚,其脑容量也比我们少得多。我们的大脑使我们成为现实。这意味着我们大脑的发育在进化上非常特殊。”

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