Российские ученые связали симптомы аутизма с мутацией в гене Plau
Российские ученые показали на мышах, что точечная мутация в гене Plau может вызывать поведение и изменения мозга, похожие на признаки расстройств аутистического спектра. Новая модель поможет изучать причины таких состояний и тестировать подходы к лечению.
Источник: Максим Карагяур / МГУ имени М.В. Ломоносова. Раушанна Хайбуллина, студентка факультета фундаментальной медицины МНОИ МГУ имени М.В. Ломоносова, приучает экспериментальную мышь к рукам.
МОСКВА, 24 июня. /Новости науки/. Российские ученые впервые описали связь мутации в гене Plau с признаками расстройств аутистического спектра на модели генетически измененных мышей. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда.
Исследование провели специалисты МГУ имени М.В. Ломоносова, Научного центра психического здоровья и Российского университета медицины Минздрава России. Работу поддержал Российский научный фонд. Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology.
Расстройства аутистического спектра связаны с нарушениями общения, социализации и обучения. По данным исследователей, они встречаются примерно у 1% населения мира. Точные причины этих состояний пока неизвестны, но многие работы указывают на важную роль наследственности.
Ученые уже нашли десятки генов, мутации в которых могут быть связаны с признаками аутизма. Многие из них отвечают за развитие нервных клеток, их движение в мозге и формирование связей между нейронами. Именно эти процессы часто нарушаются при расстройствах аутистического спектра.
В новой работе исследователи изучили ген Plau. Он кодирует фермент, который участвует в противосвертывающей системе крови и снижает риск чрезмерного образования тромбов. При развитии нервной системы этот же ген помогает клеткам-предшественникам нейронов перемещаться и участвует в удалении лишних нервных связей.
С помощью технологии редактирования генома CRISPR/Cas9 ученые внесли у мышей точечную мутацию в ген Plau. Они заменили одну «букву» ДНК в функциональном центре фермента. После этого белок, который считывается с гена Plau, стал на 40% активнее нормы.
Поведение животных заметно изменилось. Мыши с мутацией меньше общались с сородичами, чаще выбирали одиночество, проявляли повышенную тревожность, агрессию и повторяющиеся движения. Такие особенности поведения и социальной коммуникации характерны для ряда расстройств аутистического спектра.
При этом в стрессовом тесте животные с мутацией быстрее и успешнее здоровых мышей находили выход из водной ловушки. Авторы пока не дают этому однозначного объяснения. Такая особенность может быть связана как с очень высоким уровнем тревоги, так и с усиленной концентрацией на решении опасной для животного задачи.
Затем ученые сравнили строение мозга обычных мышей и животных с мутацией в Plau. У мышей с мутацией оказалась утолщена соматосенсорная кора. Эта область мозга участвует в обработке зрительной, звуковой и тактильной информации. Похожие изменения ранее описывали у части пациентов с расстройствами аутистического спектра.
«Мы не просто обнаружили еще одно новое генетическое нарушение, которое может приводить к расстройствам аутистического спектра, а создали удобную модель для исследования этой группы заболеваний и тестирования новых лекарств для их коррекции и лечения», — рассказал руководитель проекта, заведующий лабораторией постгеномных технологий МГУ имени М.В. Ломоносова Максим Карагяур.
По его словам, дальше ученые планируют подробнее изучить строение и работу мозга таких мышей. Исследователи хотят понять, чем мозг животных с мутацией отличается от мозга здоровых особей на уровне отдельных клеток и нервных путей.
Авторы считают перспективным направлением оценку лекарственной профилактики и коррекции наследственных форм расстройств аутистического спектра на новой генетической модели.
В РНФ отметили, что знание о мутациях, связанных с психическими и когнитивными нарушениями, поможет в будущем искать подходы к более объективной генетической диагностике, профилактике и лечению таких состояний.
Исследование выполнено на модели генетически модифицированных мышей с применением технологии CRISPR/Cas9. Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology.
Исследование провели специалисты МГУ имени М.В. Ломоносова, Научного центра психического здоровья и Российского университета медицины Минздрава России. Работу поддержал Российский научный фонд. Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology.
Расстройства аутистического спектра связаны с нарушениями общения, социализации и обучения. По данным исследователей, они встречаются примерно у 1% населения мира. Точные причины этих состояний пока неизвестны, но многие работы указывают на важную роль наследственности.
Ученые уже нашли десятки генов, мутации в которых могут быть связаны с признаками аутизма. Многие из них отвечают за развитие нервных клеток, их движение в мозге и формирование связей между нейронами. Именно эти процессы часто нарушаются при расстройствах аутистического спектра.
В новой работе исследователи изучили ген Plau. Он кодирует фермент, который участвует в противосвертывающей системе крови и снижает риск чрезмерного образования тромбов. При развитии нервной системы этот же ген помогает клеткам-предшественникам нейронов перемещаться и участвует в удалении лишних нервных связей.
С помощью технологии редактирования генома CRISPR/Cas9 ученые внесли у мышей точечную мутацию в ген Plau. Они заменили одну «букву» ДНК в функциональном центре фермента. После этого белок, который считывается с гена Plau, стал на 40% активнее нормы.
Поведение животных заметно изменилось. Мыши с мутацией меньше общались с сородичами, чаще выбирали одиночество, проявляли повышенную тревожность, агрессию и повторяющиеся движения. Такие особенности поведения и социальной коммуникации характерны для ряда расстройств аутистического спектра.
При этом в стрессовом тесте животные с мутацией быстрее и успешнее здоровых мышей находили выход из водной ловушки. Авторы пока не дают этому однозначного объяснения. Такая особенность может быть связана как с очень высоким уровнем тревоги, так и с усиленной концентрацией на решении опасной для животного задачи.
Затем ученые сравнили строение мозга обычных мышей и животных с мутацией в Plau. У мышей с мутацией оказалась утолщена соматосенсорная кора. Эта область мозга участвует в обработке зрительной, звуковой и тактильной информации. Похожие изменения ранее описывали у части пациентов с расстройствами аутистического спектра.
«Мы не просто обнаружили еще одно новое генетическое нарушение, которое может приводить к расстройствам аутистического спектра, а создали удобную модель для исследования этой группы заболеваний и тестирования новых лекарств для их коррекции и лечения», — рассказал руководитель проекта, заведующий лабораторией постгеномных технологий МГУ имени М.В. Ломоносова Максим Карагяур.
По его словам, дальше ученые планируют подробнее изучить строение и работу мозга таких мышей. Исследователи хотят понять, чем мозг животных с мутацией отличается от мозга здоровых особей на уровне отдельных клеток и нервных путей.
Авторы считают перспективным направлением оценку лекарственной профилактики и коррекции наследственных форм расстройств аутистического спектра на новой генетической модели.
В РНФ отметили, что знание о мутациях, связанных с психическими и когнитивными нарушениями, поможет в будущем искать подходы к более объективной генетической диагностике, профилактике и лечению таких состояний.
Исследование выполнено на модели генетически модифицированных мышей с применением технологии CRISPR/Cas9. Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology.
