Forskere finansiert av National Institutes of Health har oppdaget hvordan en defekt i en enkelt master gen forstyrrer prosessen der flere gener spiller sammen for å lage myelin, et fettholdig belegg som dekker nerve celler og øker hastigheten og påliteligheten av deres elektriske signaler.
Oppdagelsen har implikasjoner for forståelsen lidelser i myelin produksjon. Disse lidelser kan påvirke det perifere nervesystemet, nervene utenfor hjernen og ryggraden. Disse lidelser er kjent kollektivt som perifere nevropatier. Perifere nevropatier kan resultere i nummenhet, svakhet, smerte og nedsatt bevegelse. De omfatter en av de vanligste genetisk arvelige sykdommer, Charcot-Marie-Tooth sykdom, som forårsaker progressiv muskel svekkelse.
Myelinlaget som omgir en nervecelle er analog til det isolerende materialet som strøk en elektrisk ledning eller wire, holde nerveimpulser fra dissipating, som tillater dem å reise lenger og raskere langs lengden av nerve celle.
Forskerne oppdaget hvordan en defekt på bare én kopi av genet, som kalles tidlig vekst respons gen 2 (EGR2) påvirker normal kopi av genet, så vel som funksjon av andre gener, som resulterer i perifer nevropati.
"Forskerne har påvist en tastesekvens avgjørende for montering av myelin," sier Duane Alexander, MD, direktør for NICHD, NIH instituttet som finansierte studien. "Deres funnet vil gi viktig innsikt i opprinnelsen til sykdommer som påvirker myelin produksjon."
Studien vises i den elektroniske versjonen av Molecular and Cellular Biology.
John Svaren, Ph.D., førsteamanuensis ved Institutt for samanliknande biovitenskap ved University of Wisconsin, Madison School of Veterinary Medicine, jobbet med kollegene Scott E. LeBlanc, og Rebecca M. Ward, å gjennomføre studien. Dr. Svaren er et datterselskap av NICHD-finansiert mental retardasjon og utviklingshemmede forskningssenter ved Waisman Center ved University of Wisconsin.
Inntil denne oppdagelsen, gjorde forskerne ikke fullt ut forstå den komplekse genetiske prosess som muliggjør Schwann celler, som finnes i det perifere nervesystemet, å belegge nerver med myelin.
I løpet av denne studien, forskerne fant at EGR2 produserer et protein som aktiverer flere andre gener som er nødvendige for myelin produksjon. Noen av disse genene inneholder den informasjonen som trengs for å gjøre perifert myelin protein 22 (PMP-22) og myelin protein null (MPZ). MPZ er den mest tallrike protein i myelin i det perifere nervesystemet.
Den overproduksjon eller underproduksjon av proteiner PMP22 og MPZ står for størsteparten av arvet perifere nevropatier, sier Dr. Svaren.
Til syvende og sist, sekvensen med å aktivere gener "slår på" den Schwann celler, som wraps nerve axon, arm-lignende projeksjon som formidler nerveimpulser, i en myelinlaget.