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As variações Comuns nos genes associados com a microcefalia podem explicar diferenças no tamanho do cérebro

Um grupo de pesquisadores Noruegueses e Americanos mostrou que as variações comuns nos genes associados com a microcefalia - uma desordem neuro-desenvolvente em que o tamanho do cérebro é reduzido dramàtica - podem explicar diferenças no tamanho do cérebro em indivíduos saudáveis assim como nos pacientes com desordens neurológicas e psiquiátricas.

O estudo, que a colaboração involvida entre pesquisadores da Universidade de Oslo, o University Of California, San Diego e a Ciência Translational de Scripps Institui em La Jolla, Califórnia, será publicado na linha a semana do 21 de dezembro nas Continuações da Academia das Ciências Nacional.

Com relação ao tamanho de corpo, o tamanho do cérebro expandiu dramàtica durante todo o primata e a evolução humana. De facto, em proporção ao tamanho de corpo, o cérebro de seres humanos modernos é três vezes maior do que aquele de primatas não-humanos. O córtice cerebral em particular submeteu-se a um aumento acentuado na área de superfície durante a evolução do primata.

Os genes da microcefalia foram candidatos quentes para um papel na expansão evolucionária do cérebro humano porque as mutações nestes genes podem reduzir o tamanho do cérebro por aproximadamente dois terços, a um tamanho aproximadamente comparável a nossos antepassados hominid adiantados. Há igualmente uma evidência que quatro dos genes - MCPH1, ASPM, CDK5RAP2 e CENPJ - evoluíram ràpida e foram sujeitos à pressão selectiva forte na evolução humana recente.

“É óbvio que tais mudanças anatômicas devem ter uma base em alterações genéticas, disse Lars M. Rimol, um research fellow na Universidade de Oslo. “Até aqui, pouco foi sabido sobre os processos moleculars envolvidos nesta evolução e em seus sustentamentos genéticos. Agora nós temos uma parte desse enigma genético.”

Diversos estudos precedentes de MRI tentaram demonstrar uma relação entre únicos polimorfismo (uma variação genética herdada que fosse encontrada em mais de um por cento da população) nestes genes e tamanho do cérebro em adultos humanos saudáveis, todo mal sucedidos. De acordo com a equipa de investigação, o sucesso do estudo actual é provavelmente devido a duas características originais: primeiramente, usando uma varredura inteira do genoma, os cientistas poderiam alcançar um número inaudito de polimorfismo, incluindo as regiões fora do gene próprias da não-codificação; em segundo, podiam calcular a área de superfície cortical, usando o software que reconstrói a superfície cortical, com base no SR. volumétrico varreduras, permitindo medidas altamente precisas da espessura cortical e da expansão regional.

O software foi desenvolvido por Anders Dale, PhD, professor da Radiologia e das Neurociência na Faculdade de Medicina de Uc San Diego, que dirigiu o ramo Americano da equipa de investigação. “As associações significativas foram encontradas o mais estatìstica consistentemente com a medida regional da expansão, que tem implicações igualmente para os estudos futuros,” disseram Dale.

A descoberta inicial foi feita em uma amostra de 289 pacientes psiquiátricas e os controles do Norueguês Organizaram Thematically o projecto de investigação da Psicose (PARTE SUPERIOR), conduzido por Andreassen Velho da Universidade de Oslo, investigador principal do ramo Norueguês da equipa de investigação internacional. Os resultados os mais significativos replicated então em uma amostra de 655 saudáveis e de pacientes dementes da Iniciativa de Neuroimaging da Doença de Alzheimer (ADNI), o estudo o maior da Doença de Alzheimer financiado nunca pelos Institutos de Saúde Nacionais. A amostra Norueguesa era étnicamente homogénea; a amostra de ADNI era étnicamente diversa. De acordo com os pesquisadores, o facto de que as associações relatadas estiveram encontradas através de dois estudos independentes, incluindo controles saudáveis e vários grupos pacientes, mostra que estes efeitos são prováveis ser independente da população ou da doença.

As associações Altamente significativas foram encontradas entre a área de superfície e polimorfismo corticais em regiões reguladoras possíveis perto do gene CDK5RAP2. Os códigos dEste gene para uma proteína envolvida no regulamento do pilha-ciclo em pilhas neuronal do ancestral - as pilhas que migram ao córtice cerebral durante o segundo trimestre da gestação e eventualmente transformam-se neurônios inteiramente de funcionamento. O córtice cerebral é a camada exterior do cérebro, referida frequentemente como “a matéria cinzenta.” A parte o mais altamente desenvolvida do cérebro humano, o córtice cerebral é responsável para umas funções cognitivas mais altas, tais como o pensamento, língua do percebimento, da produção e da compreensão, algumas de que é considerado excepcionalmente humano.

Os resultados Similares mas menos significativos foram feitos para polimorfismo outros em dois genes da microcefalia, sabido como MCPH1 e ASPM. Todos Os resultados eram exclusivos aos homens ou às fêmeas mas o significado funcional deste efeito sexo-segregado é obscuro.

“Uma característica particularmente interessante desta descoberta nova é que as relações as mais fortes com área cortical estiveram encontradas em regiões reguladoras, um pouco do que regiões da codificação dos genes,” disse Andreassen. “Uma consequência desta pode ser que a fim compreender mais os processos moleculars e evolucionários que determinaram o tamanho do cérebro humano, nós precisamos de se centrar sobre processos reguladores um pouco do que mais a caracterização funcional das proteínas destes genes. Isto tem implicações enormes para a pesquisa futura sobre a relação entre a genética e a morfologia do cérebro.”

Source: Universidade Da California - San Diego