ゼブラフィッシュから人間へ、自閉症の遺伝学の追跡
ゼブラフィッシュは、分子、遺伝、神経科学の観点から脳発生のモデルとして長い間研究されてきました。新しい研究で、研究者らは自閉症患者の約1％で失われている、または重複していることが知られている約24の遺伝子のグループを探索することに着手しました。
遺伝子の機能のほとんどは不明でしたが、研究者はゼブラフィッシュ胚で削除されたときにそれらのほとんどすべてが脳異常を生じることを発見しました。
この研究結果は、哺乳類のさらなる研究のために研究者が遺伝子を特定するのに役立つはずだと、生物学の教授でMITの理学部の副学部長であるHazel Sive博士は述べた。
自閉症はさまざまな遺伝的欠陥から生じると考えられています。この研究は、原因遺伝子を特定し、それらを標的とする治療法を開発するための幅広い取り組みの一環です。
「それが実際の目標です。分子経路を共有するが、自閉的行動をとらない動物から、同じ経路を持ち、これらの行動を示す人間へと向かうことです」とSive氏は述べています。
Siveと彼女の同僚は、ジャーナルのオンライン版の最近の論文で彼らの発見を説明しました 病気のモデルとメカニズム.
シブは、魚の人間の脳の障害を研究することを最初に提案したときに彼女の同僚の何人かが笑ったことを思い出すが、それは実際には論理的な出発点であると彼女は言った。
彼女は、症状のほとんどが行動によるものであり、それらの行動の背後にある生物学的メカニズムがよく理解されていないため、脳障害の研究は難しいと述べた。
「私たちは本当にほとんど知らないので、最初に良いスタートは、さまざまな精神障害に人間のリスクを与える遺伝子であり、それらが容易に研究できるシステムでこれらのさまざまな遺伝子を研究することだと思った」シベは言った。
これらの遺伝子は種間で同じである傾向があります-魚からマウス、人間に至るまで進化を通じて保存されています-彼らは各種で多少異なる結果を制御するかもしれません。
研究では、Siveと彼女の同僚は、16p11.2として知られている遺伝的領域に焦点を合わせました。
「コア」16p11.2領域には、25の遺伝子が含まれています。この領域の欠失と重複はどちらも自閉症に関連しているが、どの遺伝子が実際に疾患の症状を引き起こすのかは不明であった。
「その時、それらのいくつかについてはインクリングがありましたが、ごくわずかです」とシブは言いました。
Siveと彼女のチームは、この地域で見つかった人間の遺伝子に類似したゼブラフィッシュの遺伝子を特定することから始めました。 （ゼブラフィッシュでは、これらの遺伝子は単一の遺伝子チャンクにクラスター化されていませんが、多くの染色体に散在しています。）
研究者たちは一度に1つの遺伝子を研究し、特定の遺伝子を標的とし、そのタンパク質の生産を妨げる核酸の短い鎖でそれぞれをサイレンシングしました。
21の遺伝子について、サイレンシングは異常な発達をもたらしました。脳や目の不適切な発達、脳の菲薄化、脳室、脳脊髄液を含む腔の膨張など、ほとんどの脳障害が発生します。
研究者たちはまた、軸索の配線、他のニューロンにメッセージを伝える長い神経突起、および魚の単純な行動の異常も発見しました。結果は、16p11.2遺伝子が脳の発達中に非常に重要であることを示しており、この領域と脳障害との関連を説明するのに役立ちます。
さらに、研究者たちは、抑制された遺伝子の人間の同等物で魚を処理することによって、正常な発達を回復することができました。
「これにより、魚で学んでいることが、その遺伝子が人間で行っていることに対応していると推測できます。人間の遺伝子と魚の遺伝子は非常によく似ている」とシベは言った。
これらの遺伝子のどれが自閉症や他の障害に強い影響を与えるかを解明するために、研究者たちは、活動が50％低下すると異常な発達を引き起こす遺伝子を特定しようと試みました。遺伝子。
研究者らは、16p11.2領域でそのような2つの遺伝子を特定しました。 1つはkif22と呼ばれ、細胞分裂中の染色体の分離に関与するタンパク質をコードします。別のアルドラーゼaは解糖作用に関与しています。これは、糖を分解して細胞にエネルギーを生成するプロセスです。
ゼブラフィッシュは脳の発達のモデルとして長い間研究されてきましたが、新しいMITの研究はその有用性に新しい側面を追加すると、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の薬学の准教授であるSu Guo博士は述べています。
「これは、人間の精神障害に関連する疾患メカニズムを明らかにする上でゼブラフィッシュの重要性を示す本当に素晴らしい作品です。この場合、自閉症です」と、この研究に関わっていなかった郭は言った。
出典：MIT
