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Il nuovo studio identifica il ruolo chiave per il gene particolare nella sindrome di eliminazione 16p11.2

In un nuovo studio di una delle cause genetiche più comuni di autismo, i neuroscenziati all'istituto del Picower del MIT per l'apprendimento e la memoria hanno identificato un meccanismo molecolare specifico che sembra insidiare la capacità dei neuroni in mouse commoventi di comprendere correttamente i cambiamenti determinati per esperienza. I risultati hanno pubblicato nel giornale della neuroscienza quindi suggeriscono che un gene particolare, MVP, fosse probabilmente conseguente nella gente con la sindrome di eliminazione 16p11.2.

Rappresentando fino a 1 per cento delle casse di autismo, l'eliminazione 16p11.2 si presenta nella gente che sta mancando una piccola regione di DNA vicino al centro di una copia del cromosoma 16. Per anni, gli scienziati stanno lavorando per determinare esattamente come la presenza diminuita di 29 geni della proteina-codifica piombo ai sintomi clinici della sindrome quali i comportamenti del tipo di autismo, la mora inerente allo sviluppo e l'inabilità intellettuale.

“Questo è stato un problema principale per il campo,„ ha detto Mriganka senior Sur autore, professore di Newton della neuroscienza nell'istituto di Picower e Direttore del centro di Simons per il cervello sociale al MIT. “La gente ha esaminato l'intera regione in mouse. La nostra strategia era differente. Abbiamo pensato, possiamo noi fare un'ipotesi circa un gene critico che dovrebbe svolgere un ruolo importante?„

Il gruppo piombo dal IP postdottorale di Jacque Pak Kan del socio messo a fuoco sul MVP, che è conosciuto per la codifica della proteina che navette RNAs e proteine dal nucleo al resto delle celle - una funzione generalmente vitale. È particolarmente importante nel sistema immunitario ed è conosciuto per regolamentare altri geni che sono pure. Sebbene il MVP egualmente sia conosciuto per essere fra i 29 influenzati nella gente con la sindrome di eliminazione 16p11.2, la sua funzione specifica in neuroni è stata studiata a mala pena. Per cambiare quello, i ricercatori hanno inventato una serie di prove del MVP in una regione ben recepito nella corteccia visiva, in cui la vista di trattamenti del cervello da entrambi gli occhi.

Tenendo un occhio apra per cambiamento

Il IP ed i co-author hanno impiegato il protocollo consacrato “della privazione monoculare,„ o temporaneamente chiudendo un occhio per una settimana. Normalmente, le risposte in neuroni della corteccia visiva relativi all'occhio chiuso diventano più deboli, ma le risposte relative all'occhio aperto restante diventano più forti, come se per compensare il cambiamento nell'abilità. Questo adeguamento neurale del circuito ad esperienza è chiamato “plasticità omeostatica.„

Nei mouse normali, chiudere un occhio per una settimana ha avuta l'effetto previsto. Ma in mouse con una copia del MVP che manca, i ricercatori hanno osservato una differenza impressionante. Le risposte relative all'occhio chiuso ancora indebolito, ma le risposte dall'occhio aperto non si sono rafforzate. La plasticità omeostatica è stata interrotta.

“Dopo avere veduto che il MVP è responsabile, abbiamo chiesto come il MVP la fa,„ a Ip abbiamo detto.

In quelle ulteriori prove, il gruppo ha trovato che i neuroni in mouse MVP-diminuiti hanno avvertito la corrente meno elettrica attraverso le loro connessioni eccitanti della sinapsi con altri neuroni, suggerenti le sinapsi eccitanti funzionali diminuite. Hanno trovato altre differenze, anche. i mouse MVP-diminuiti overexpressed il gene STAT1, un gene del sistema immunitario conosciuto per essere regolamentato dal MVP.

Nel 2014 il laboratorio di Sur aveva trovato che i mouse senza STAT1 hanno risposte insolitamente forti dell'aperto occhio dopo la privazione monoculare. Ora nel nuovo studio, con meno MVP che usuale e troppo STAT1, i mouse hanno avvertito l'opposto. Abbastanza sicuro, quando gli STAT1 come pure il MVP abbattuti ricercatori, essi potevano riportare una risposta quasi normale dell'aperto occhio alla privazione monoculare, suggerendo che la perdita di MVP interrompa la plasticità omeostatica tenendo conto di una sovrabbondanza di STAT1.

Poi il IP, Sur ed i co-author hanno scavato ancora più profondo. Hanno trovato quello in mouse MVP-diminuiti, neuroni non stavano producendo le risposte previste perché non stavano esprimendo un ricevitore chiave, il ricevitore dell'aperto occhio di GluA1 AMPA, sulla superficie delle spine dorsali dentritiche.

Anche se i risultati sono stati fatti, da progettazione, nella corteccia visiva, gli autori hanno detto che invitare la rottura di plasticità omeostatica per accadere altrove pure.

“La presenza di questo gene è diminuita dappertutto nel cervello,„ Sur ha notato.

Relazione con il sistema immunitario

Oltre ad illustrare come un gene specifico può contribuire ai sintomi della sindrome di eliminazione 16p11.2, Sur ha detto, i risultati egualmente sollevi un intrigo, domanda più vasta circa il sistema nervoso centrale: È forse non una coincidenza a cui alcuna della sua capacità di regolare e dell'esperienza compresa viene dai geni che sono egualmente attivi nel sistema immunitario?

“Il sistema immunitario è realmente un sistema dell'apprendimento e memoria,„ Sur ha detto. “Ottenete infettato e l'organismo prepara gli anticorpi e la prossima volta c'è “una memoria„ dell'infezione. È concettualmente un'idea molto simile.„