Нові публікації
Учені виявили ключовий білок, відповідальний за асиметрію мозку
Останній перегляд: 02.07.2025
Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Генетичні механізми, що лежать в основі унікальних відмінностей між лівими та правими відділами мозку, тепер краще зрозумілі завдяки новим дослідженням, що прокладає шлях для кращого розуміння людських розладів, пов'язаних з аномальною асиметрією мозку.
Білок під назвою Cachd1 відіграє ключову роль у встановленні різних нейронних структур і функцій на кожній стороні мозку, виявили дослідники з UCL, Інституту Веллкома Сангера, Оксфордського університету та інші співавтори. Дослідження опубліковане в журналі Science.
Проводячи генетичні експерименти на даніо реріо, дослідники виявили, що коли Cachd1 мутує, права сторона мозку втрачає свій нормальний асиметричний розвиток і стає дзеркальним відображенням лівої. Це порушення викликає аномальну нейронну зв'язок, що впливає на функцію мозку.
Це відкриття проливає світло на генетичні механізми, що лежать в основі асиметрії мозку, явища, яке спостерігається у багатьох видів тварин, включаючи людей. Розуміння цих процесів може призвести до кращого розуміння людських розладів, при яких порушується асиметрія мозку, таких як шизофренія, хвороба Альцгеймера та розлади аутистичного спектру.
Незважаючи на їхню дзеркальну анатомію, ліва та права півкулі людського мозку мають функціональні відмінності, які впливають на нейронні зв'язки та когнітивні процеси, такі як мова. Як виникають ці відмінності в нейронних ланцюгах між лівою та правою півкулями, досі погано вивчено.
Використовуючи даніо реріо — відомий модельний організм для вивчення розвитку мозку завдяки їхнім прозорим ембріонам, — дослідники поставили собі за мету вивчити, як Cachd1 може впливати на асиметрію мозку.
Команда дослідників виявила, що коли Cachd1 мутує, ділянка мозку, яка називається habenula, втрачає свою нормальну відмінність між лівим і правим нервами. Нейрони з правого боку стають схожими на нейрони з лівого боку, що порушує нейронні зв'язки в habenula та потенційно впливає на її функцію.
Нокдаун cachd1 за допомогою морфоліно призводить до двосторонньої симетрії. (AB) Вигляд з дорсальної сторони через 4 дні після запліднення у неін'єктованих личинок дикого типу та личинок cachd1, яким ін'єктували морфоліно, після гібридизації in situ цілого організму з використанням антисенсових рибозондів проти асиметричного маркера дорсальної габенули kctd12.1. (C) Напівкількісна RT-PCR транскриптів cachd1. Джерело: Science (2024). DOI: 10.1126/science.ade6970
Експерименти зі зв'язування з білками показали, що Cachd1 зв'язується з двома рецепторами, які дозволяють клітинам спілкуватися через сигнальний шлях Wnt, один з найбільш інтенсивно вивчених шляхів клітинної комунікації, який відіграє важливу роль у ранньому розвитку, формуванні стовбурових клітин та багатьох захворюваннях.
Крім того, вплив Cachd1, здається, специфічний для правої сторони мозку, що свідчить про існування невідомого гальмівного фактора, який обмежує його активність у лівій частині. Хоча всі деталі ще не з'ясовані, дані переконливо свідчать про те, що Cachd1 відіграє ключову роль у встановленні розмежування між лівою та правою сторонами мозку, що розвивається, шляхом регулювання клітинної комунікації саме з правої сторони.
У майбутніх дослідженнях буде розглянуто, чи має Cachd1 інші важливі функції, пов'язані зі шляхом Wnt.
«Це був високоспівпрацюючий проект, який отримав велику користь від міждисциплінарного підходу – генетика, біохімія та структурна біологія об’єдналися, щоб краще зрозуміти встановлення ліво-правої асиметрії в мозку, а також виявити новий компонент важливого сигнального шляху з численними ролями у здоров’ї та хворобах», – каже доктор Гарет Павелл, співавтор дослідження, колишній аспірант Інституту Веллкома Сангера, а зараз член кафедри клітинної та розвитку біології UCL.
«Я радий бачити публікацію цього спільного дослідження, яке об’єднало багатьох талановитих людей з різними дослідницькими інтересами та навичками з різних інститутів. Разом команда дозволила нам зробити захопливі нові відкриття як щодо сигнального шляху Wnt, так і щодо розвитку асиметрії мозку», – сказав професор Стів Вілсон, старший автор дослідження та член кафедри клітинної та розвитку біології UCL.