Νέες δημοσιεύσεις
Επιστήμονες ανακαλύπτουν πρωτεΐνη-κλειδί υπεύθυνη για την ασυμμετρία του εγκεφάλου
Τελευταία επισκόπηση: 02.07.2025
Όλα τα περιεχόμενα του iLive ελέγχονται ιατρικά ή ελέγχονται για να διασφαλιστεί η όσο το δυνατόν ακριβέστερη ακρίβεια.
Έχουμε αυστηρές κατευθυντήριες γραμμές προμήθειας και συνδέουμε μόνο με αξιόπιστους δικτυακούς τόπους πολυμέσων, ακαδημαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και, όπου είναι δυνατόν, ιατρικά επισκοπικά μελέτες. Σημειώστε ότι οι αριθμοί στις παρενθέσεις ([1], [2], κλπ.) Είναι σύνδεσμοι με τις οποίες μπορείτε να κάνετε κλικ σε αυτές τις μελέτες.
Εάν πιστεύετε ότι κάποιο από το περιεχόμενό μας είναι ανακριβές, παρωχημένο ή αμφισβητήσιμο, παρακαλώ επιλέξτε το και πατήστε Ctrl + Enter.
Οι γενετικοί μηχανισμοί που διέπουν τις μοναδικές διαφορές αριστεράς-δεξιάς στον εγκέφαλο είναι πλέον καλύτερα κατανοητοί χάρη σε νέα έρευνα, ανοίγοντας το δρόμο για την καλύτερη κατανόηση των ανθρώπινων διαταραχών που σχετίζονται με την ανώμαλη ασυμμετρία του εγκεφάλου.
Μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Cachd1 παίζει βασικό ρόλο στη δημιουργία της διαφορετικής νευρωνικής δομής και λειτουργίας σε κάθε πλευρά του εγκεφάλου, σύμφωνα με ερευνητές από το UCL, το Ινστιτούτο Wellcome Sanger, το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης και άλλους συν-συγγραφείς. Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Science.
Διεξάγοντας γενετικά πειράματα σε ψάρια-ζέβρες, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι όταν το Cachd1 μεταλλάσσεται, η δεξιά πλευρά του εγκεφάλου χάνει την κανονική ασύμμετρη ανάπτυξή της και γίνεται μια κατοπτρική εικόνα της αριστερής πλευράς. Αυτή η διαταραχή προκαλεί ανώμαλη νευρωνική συνδεσιμότητα, η οποία επηρεάζει τη λειτουργία του εγκεφάλου.
Αυτή η ανακάλυψη ρίχνει φως στους γενετικούς μηχανισμούς που διέπουν την ασυμμετρία του εγκεφάλου, ένα φαινόμενο που παρατηρείται σε πολλά ζωικά είδη, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Η κατανόηση αυτών των διεργασιών μπορεί να οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση των ανθρώπινων διαταραχών στις οποίες διαταράσσεται η ασυμμετρία του εγκεφάλου, όπως η σχιζοφρένεια, η νόσος Αλτσχάιμερ και οι διαταραχές του φάσματος του αυτισμού.
Παρά την ανατομία τους που θυμίζει κατοπτρισμό, το αριστερό και το δεξί ημισφαίριο του ανθρώπινου εγκεφάλου έχουν λειτουργικές διαφορές που επηρεάζουν τις νευρωνικές συνδέσεις και τις γνωστικές διεργασίες όπως η γλώσσα. Ο τρόπος με τον οποίο προκύπτουν αυτές οι διαφορές αριστεράς-δεξιάς στα νευρωνικά κυκλώματα παραμένει ελάχιστα κατανοητός.
Χρησιμοποιώντας το ψάρι-ζέβρα -έναν γνωστό οργανισμό-μοντέλο για τη μελέτη της ανάπτυξης του εγκεφάλου λόγω των διαφανών εμβρύων του- οι ερευνητές ξεκίνησαν να μελετούν πώς το Cachd1 μπορεί να επηρεάζει την ασυμμετρία του εγκεφάλου.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι όταν μεταλλάσσεται το Cachd1, μια περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται habenula χάνει την κανονική της διάκριση αριστεράς-δεξιάς. Οι νευρώνες στη δεξιά πλευρά γίνονται παρόμοιοι με τους νευρώνες στην αριστερή πλευρά, γεγονός που διαταράσσει τις νευρωνικές συνδέσεις στο habenula και ενδεχομένως επηρεάζει τη λειτουργία του.
Η καταστολή του cachd1 χρησιμοποιώντας μορφολίνες οδηγεί σε αμφοτερόπλευρη συμμετρία. (AB) Ραχιαία όψη 4 ημέρες μετά τη γονιμοποίηση σε προνύμφες άγριου τύπου χωρίς ένεση και προνύμφες στις οποίες έγινε ένεση με μορφολίνη cachd1 μετά από υβριδισμό in situ ολόκληρου του ιστού χρησιμοποιώντας αντινοηματικούς ριβοανιχνευτές έναντι του ασύμμετρου ραχιαίου δείκτη habenula kctd12.1. (C) Ημιποσοτική RT-PCR μεταγραφών cachd1. Πηγή: Science (2024). DOI: 10.1126/science.ade6970
Πειράματα δέσμευσης πρωτεϊνών έδειξαν ότι το Cachd1 συνδέεται με δύο υποδοχείς που επιτρέπουν στα κύτταρα να επικοινωνούν μέσω της σηματοδοτικής οδού Wnt, μιας από τις πιο εντατικά μελετημένες κυτταρικές οδούς επικοινωνίας, η οποία παίζει σημαντικό ρόλο στην πρώιμη ανάπτυξη, τον σχηματισμό βλαστοκυττάρων και σε πολλές ασθένειες.
Επιπλέον, οι επιδράσεις του Cachd1 φαίνεται να είναι ειδικές για τη δεξιά πλευρά του εγκεφάλου, γεγονός που υποδηλώνει ότι υπάρχει ένας άγνωστος ανασταλτικός παράγοντας που περιορίζει τη δραστηριότητά του στην αριστερή πλευρά. Αν και οι πλήρεις λεπτομέρειες δεν είναι ακόμη σαφείς, τα δεδομένα υποδηλώνουν έντονα ότι το Cachd1 παίζει βασικό ρόλο στη διαπίστωση της διάκρισης μεταξύ της αριστερής και της δεξιάς πλευράς του αναπτυσσόμενου εγκεφάλου, ρυθμίζοντας την κυτταρική επικοινωνία ειδικά στη δεξιά πλευρά.
Μελλοντικές μελέτες θα εξετάσουν εάν το Cachd1 έχει άλλες σημαντικές λειτουργίες που σχετίζονται με την οδό Wnt.
«Πρόκειται για ένα εξαιρετικά συνεργατικό έργο που επωφελήθηκε σε μεγάλο βαθμό από μια διεπιστημονική προσέγγιση – η γενετική, η βιοχημεία και η δομική βιολογία συνεργάστηκαν για να κατανοήσουν καλύτερα την καθιέρωση της ασυμμετρίας αριστεράς-δεξιάς στον εγκέφαλο, καθώς και για να εντοπίσουν ένα νέο συστατικό μιας σημαντικής οδού σηματοδότησης με πολλαπλούς ρόλους στην υγεία και τις ασθένειες», λέει ο Δρ. Gareth Powell, συν-συγγραφέας της μελέτης, πρώην διδακτορικός φοιτητής του Ινστιτούτου Wellcome Sanger και νυν μέλος του Τμήματος Κυτταρικής και Αναπτυξιακής Βιολογίας του UCL.
«Είμαι στην ευχάριστη θέση να δω τη δημοσίευση αυτής της εξαιρετικά συνεργατικής μελέτης, η οποία συγκέντρωσε πολλούς ταλαντούχους ανθρώπους με διαφορετικά ερευνητικά ενδιαφέροντα και δεξιότητες από διαφορετικά ινστιτούτα. Μαζί, η ομάδα μας επέτρεψε να κάνουμε συναρπαστικές νέες ανακαλύψεις τόσο σχετικά με την οδό σηματοδότησης Wnt όσο και σχετικά με την ανάπτυξη της ασυμμετρίας του εγκεφάλου», δήλωσε ο καθηγητής Steve Wilson, κύριος συγγραφέας της μελέτης και μέλος του Τμήματος Κυτταρικής και Αναπτυξιακής Βιολογίας του UCL.