ゼブラフィッシュの研究は、自閉症、統合失調症にリンクされているID遺伝子を助けます

デューク大学医療センターの研究者は最近、一連のヒト遺伝子をゼブラフィッシュに移植し、それを使用して出生時の頭のサイズの原因となる遺伝子を特定しました。人間の赤ちゃんの頭のサイズは、自閉症だけでなく、統合失調症などの他の主要な神経疾患に関連しています。

「医学研究では、神経発生の特徴を引き起こす正確なメカニズムを理解できるように、生物学の出来事を分析する必要があります」と、発生生物学、小児科および細胞生物学の教授であるNicholas Katsanis博士は述べています。

Katsanisは、16番染色体上の領域が自閉症と統合失調症の最大の遺伝的要因の1つであることを知っていたと語ったが、ヨーロッパの医学会議での会話は、同じ領域内の変化は新生児の頭のサイズの変化にも関連しているという情報を彼に指摘しました。

同氏はまた、「この領域では、ヒトで最も一般的な突然変異であるDNAの大きな欠失と重複があったため、対処するのが困難だった」と付け加えた。

これは、DNAの複製やDNAの欠落には通常、いくつかの遺伝子が関係しているためです。

「「ここには多くの遺伝子が存在する領域、場合によっては50を超える領域」から「これらはこの病状を引き起こしている遺伝子です」に進むのは非常に困難です」とKatsanis氏は語った。

それから彼は電球の瞬間を持っていました。研究者が探究していたゲノムの領域は、脳細胞の成長に関して反対の欠陥を引き起こしました。

「問題の遺伝子を過剰発現させると、1つの表現型-より小さな頭-が得られるかもしれないが、同じ遺伝子をシャットダウンすると、別のより大きな頭が得られる可能性があることに気づきました」と彼は言った。

研究者らは、ゼブラフィッシュの胚に29遺伝子を含むことが知られているヒト第16染色体の共通の重複領域を移植し、体系的に活動を調べて、小さな頭（小頭症）を引き起こす可能性があるものを見つけました。次に、同じ遺伝子セットを抑制して、それらのいずれかが相互の欠陥を引き起こしたかどうかを調べました：より大きな頭部（大頭症）。

研究者らは、これらの29の遺伝子を含む領域の削除が自閉症の子供たちの1.7パーセントで発生したことを知っていたと彼は言った。

彼は、そのような「コピー数多型」（染色体DNAの1つ以上のセクションの異常な数をもたらすゲノムの変更）を分析するのに数か月かかりましたと彼は報告しました。

「これで、投与量に敏感な遺伝子所見から出発して、この遺伝子は神経認知特性に関係しているため、この遺伝子について合理的な質問をすることができるようになりました」とKatsanis氏は述べ、神経認知は考える能力、集中する能力を指し、理性、記憶、情報の処理、学習、理解、話す。

Katsanis氏は、「ゼブラフィッシュの自閉症または統合失調症の行動の研究には大きな制限があるが、頭のサイズ、顎のサイズ、または顔の異常を測定できる」と認めている。

問題の遺伝子KCTD13は、新しい脳細胞の生成と破壊を調節することにより、ゼブラフィッシュの頭のサイズを駆動する役割を果たします。この発見により、チームは人間の類似遺伝子に焦点を合わせることができました。

「この遺伝子は自閉症の原因となり、おそらく統合失調症や小児肥満症にも関連している」とKatsanis氏は語った。

遺伝子が明らかになったら、研究者はそれが生産するタンパク質を調べることができます。 「タンパク質を手に入れたら、機能的な重要な質問をして、遺伝子が動物や人間で何をしているのかを学ぶことができます」とKatsanis氏は語った。

このチームが染色体16で見つけたものなどのコピー数バリアントは、現在、遺伝子変異の最も一般的な原因の1つであると考えられています。研究者によると、このような染色体の欠失と重複は数千とまではいかなくとも数百に及ぶことが、広範な臨床的問題、特に神経発達障害のある患者で発見されている。

「私たちは今、それらを解剖するための効率的なツールを持っているかもしれません。それは私たちに診断と病気のメカニズムの理解の両方を改善する能力を与えます」とKatsanisは言いました。

研究はジャーナルでオンラインで発表されました 自然.

ソース：デューク大学医療センター