Wie eine autismus-gen-mutation die entwicklung des gehirns verändert


Wie eine autismus-gen-mutation die entwicklung des gehirns verändert

Forscher haben aufgezeigt, wie CHD8-Gen-Mutationen die Entwicklung des Gehirns verändern und das kognitive Funktionieren beeinträchtigen.

Durch die Analyse der Gehirne von Mäusen, Forscher haben entdeckt, wie Mutationen in einem Gen namens CHD8 kann die Entwicklung des Gehirns und kognitiven Funktion, um Autismus zu verursachen.

Forscher aus den USA und Kanada fanden heraus, dass CHD8-Gen-Mutationen die Genexpression bei Mäusen veränderten und ihre kognitiven Funktionen beeinträchtigten und das Gehirnvolumen erhöhten.

Beide dieser Eigenschaften sind bei Menschen mit Autismus, die CHD8-Gen-Mutationen haben, vorhanden.

Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass die Veränderungen der Genexpression als Ergebnis von CHD8-Genmutationen in der frühen Gehirnentwicklung auftreten und sie im Laufe des Lebens fortfahren.

Die Studie - geführt von Alex Nord, der Universität von Kalifornien-Davis - wurde vor kurzem in der Zeitschrift veröffentlicht Natur Neurowissenschaften .

Nach den Zentren für Krankheitskontrolle und Prävention (CDC) wurden etwa 1 von 68 Kindern in den USA mit Autismus diagnostiziert, wobei die Bedingung bei den Jungen etwa 4,5 mal häufiger war als Mädchen.

Während die genauen Ursachen des Autismus unklar sind, haben Studien gezeigt, dass Umwelt- und genetische Faktoren eine Rolle spielen. Mutationen im CHD8-Gen werden als ein solcher Faktor betrachtet.

Studieren von CHD8-Gen-Mutationen bei Mäusen

Am Chromosom 14 ist CHD8 bekannt, um ein Protein zu codieren, das für die DNA-Verpackung verantwortlich ist, welches die Genexpression in den Zellen während der Entwicklung reguliert.

Normalerweise haben die Menschen zwei funktionierende Kopien des CHD8-Gens. In einigen seltenen Fällen von Autismus ist jedoch eine Kopie dieses Gens mutiert und seine Funktion ist also verloren.

Nord und Kollegen verwendeten Mausmodelle für ihre Studie, um ein besseres Verständnis davon zu erhalten, wie CHD8-Genmutationen die Gehirnentwicklung beeinflussen.

Das Team stellt fest, dass etwa 85 Prozent der Mausgene in ähnlicher Weise wie menschliche Gene codiert sind. Dies bedeutet, dass Veränderungen in der DNA von Mäusen Veränderungen in der menschlichen DNA simulieren, was die Nagetiere zu einem guten Modell für das Studium genetischer Mutationen macht.

Darüber hinaus weisen die Forscher darauf hin, dass Mäuse Verhaltensweisen zeigen, die denen des Menschen ähnlich sind.

"Verhaltenstests mit Mäusen geben uns Informationen über Geselligkeit, Angst und Kognition", erklärt Nord. "Von dort aus können wir Veränderungen auf der anatomischen und zellulären Ebene untersuchen, um Verbindungen über Dimensionen zu finden. Dies ist entscheidend für das Verständnis der Biologie von Erkrankungen wie Autismus."

Wie CHD8-Mutationen das Gehirn beeinflussen

Mit Hilfe der CRISPR / Cas9-Genbearbeitung haben die Forscher Mäuse gezüchtet, die nur eine Kopie des CHD8-Gens besaßen, und sie sahen an, wie dies ihre Hirnentwicklung beeinträchtigte.

Bei Mäusen mit zwei funktionierenden CHD8-Genen fanden die Forscher heraus, dass die CHD8-Genexpression frühzeitig in der Entwicklung des Gehirns sprang.

Aber bei Mäusen mit nur einer funktionierenden Kopie von CHD8 erhöhte sich die Zellproliferation in der frühen Hirnentwicklung signifikant, und die Nagetiere zeigten eine größere Hirngröße, was bei Menschen mit Autismus oft der Fall ist.

Darüber hinaus fand das Team, dass Mäuse mit einer CHD8-Gen-Mutation erlebt Genexpression Veränderungen für den Rest ihres Lebens.

Wichtig ist, dass die Forscher festgestellt haben, dass solche Veränderungen die Funktion von Synapsen beeinträchtigten, die Strukturen sind, die die Gehirnzellkommunikation ermöglichen.

Diese Hirnveränderungen führten zu einer kognitiven Beeinträchtigung bei den Nagetieren, darunter schlechtes Lernen und Gedächtnis.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass CHD8-Gen-Mutationen nicht nur die Entwicklung des Gehirns beeinflussen, sondern auch weiterhin die Gehirnfunktion während des Erwachsenenalters beeinflussen.

Die Forscher glauben, dass ihre Ergebnisse Einblick in eine der zugrunde liegenden Ursachen von Autismus, die den Weg für dringend benötigte neue Behandlungen für den Zustand ebnen könnte.

"Seit Jahren basieren die Ziele der Wirkstoffforschung und -behandlung auf einer unbekannten Black Box, was im Gehirn passiert", sagt Nord.

Nun, mit genetischen Ansätzen, um die Auswirkungen der spezifischen Mutationen in Fällen gefunden zu untersuchen, versuchen wir, ein zusammenhängendes Modell zu bauen, das die genetische Kontrolle der Hirnentwicklung mit Verhalten und Hirnfunktion verbindet."

Alex Nord

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