Исследование участков генома, вероятно, сыгравших важную роль в эволюции
головного мозга человека и вовлеченных в механизм развития умственной
отсталости, поддержано грантом Российского научного фонда
Российский научный фонд (РНФ) поддержал грантом продолжение исследований
мутаций в гене контактин-6 (CNTN6) для лучшего понимания их роли в
нейрогенезе человека и механизмах возникновения умственной отсталости.
Ранее ученые Института цитологии и генетики СО РАН, показали, что CNTN6
в нейрогенезе человека начинает работать на самых ранних стадиях, а
также, что размер мутации в этом гене очень сильно влияет на степень
тяжести этой патологии.
«То, что крупные мутации приводят к драматическим последствиям,
натолкнуло нас на мысль, что внутри гена могут быть функционально
значимые элементы генома, которые влияют на ход нейрогенеза и на
изучении которых и надо сосредоточиться», — рассказала руководитель
нового проекта, младший научный сотрудник ИЦИГ СО РАН Татьяна Шнайдер.
Внимание ученых привлекли участки генома, известные как HAR-элементы (от
английского Human accelerated regions). Эти области генома начали
исследовать только в последние годы, и уже установлено, что они не
претерпевали особых изменений на протяжении всей эволюции позвоночных.
Но у человека эти участки стали меняться с большой скоростью.
Функционально большинство HAR являются энхансерами (регуляторные участки
генома, стимулирующие активность генов) и располагаются преимущественно
вблизи генов, регулирующих раннее развитие, в том числе головного мозга.
Это и стало основой для гипотезы о том, что HAR-элементы стали одним из
главных механизмов эволюции мозга, приведшей к развитию у предков
современного человека речи и абстрактного мышления.
Два таких элемента есть в гене СNTN6. Для изучения их роли в нейрогенезе
человека исследователи удалили из генома клеток участки, содержащие HAR,
и вырастили из них церебральные 3D-органоиды (т.н. мини мозги) —
трехмерные ткани, которые по строению очень близки к отдельным частям
настоящих органов. Первые результаты показали, что эффект от удаления
получается довольно серьезным. Сейчас, в ходе проекта, поддержанного
новым грантом, команда исследователей во главе с Татьяной Шнайдер хочет
более детально изучить и описать, как «выключение» каждого элемента
влияет на процесс нейрогенеза и может быть вовлечено в механизм развития
умственной отсталости.
«На данном этапе это преимущественно фундаментальная наука. Но понимание
механизмов возникновения и развития сложных и малоизученных патологий
является необходимым условием для того, чтобы в будущем научиться с ними
бороться», — подчеркнула ученая.
Также она отметила, что благодаря особенностям гена CNTN6, моделирование
заболеваний, вызванных мутациями в этом гене, позволяет изучать
патологические механизмы сразу двух типов наследственных болезней.
Первый – энханcеропатии, это недавно выделенная группа наследственных
заболеваний, связанных с мутациями некодирующих участков ДНК —
энхансерах. Второй тип заболеваний связан с вариацией числа копий генов,
когда у пациента вместо положенных двух копий (по одной от каждого
родителя) образуется три, или наоборот – всего один ген. Вероятнее
всего, подавляющее большинство описанных клинических случаев, связанных
с мутациями CNTN6, имеют характерные признаки обоих типов патологий.
Теперь у ученых есть два года на то, чтобы внести большую относительно
влияния этих изменений в гене на процесс нейрогенеза у человека.
Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН
Фото: kjpargeter от Freepik
Нет комментариев