به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، رشد طولانی مدت مغز انسان در میان پستانداران منحصر به فرد است و تصور می شود که به توانایی های یادگیری پیشرفته ما کمک می کند. اختلالات در این فرآیند ممکن است بیماری های رشد عصبی خاصی را توضیح دهد. اکنون، تیمی از محققان به سرپرستی پروفسور پیر واندرهاگن (VIB-KU Leuven)، همراه با دانشمندان دانشگاه کلمبیا، پیوندی بین دو ژن که فقط در DNA انسان وجود دارد و یک ژن کلیدی به نام SYNGAP1 کشف کرده اند. که در ناتوانی ذهنی و اختلالات طیف اوتیسم جهش یافته است. مطالعه آنها ارتباط مستقیم و شگفت انگیزی را بین تکامل مغز انسان و اختلالات رشد عصبی ارائه می دهد.

مغز انسان در میان پستانداران به دلیل رشد بسیار طولانی خود متمایز است. سیناپس ها ارتباطات حیاتی بین نورون های قشر مغز، مرکز اصلی شناخت مغز در انسان، سال ها طول می کشد تا بالغ شوند، در حالی که در گونه هایی مانند ماکاک ها یا موش ها فقط چند ماه طول می کشد. تصور می شود که این رشد گسترده، که به عنوان نئوتنی نیز شناخته می شود، برای توانایی های شناختی و یادگیری پیشرفته انسان ها نقش اساسی دارد. از سوی دیگر، این فرضیه وجود دارد که اختلالات نئوتنی مغز می تواند با اختلالات عصبی رشدی مانند ناتوانی ذهنی و اختلال طیف اوتیسم مرتبط باشد.

باز کردن رازهای کند کردن رشد سیناپس
این تیم در جدیدترین مطالعه خود، دخالت دو ژن SRGAP2B و SRGAP2C را که منحصر به انسان هستند، آزمایش کردند. این سوال که آیا این ژن ها در نورون های انسان یکسان عمل می کنند، بی پاسخ مانده است. برای پرداختن به این موضوع، دکتر باپتیست لیبه-فیلیپت، عضو فوق دکترا در آزمایشگاه واندرهایگن، SRGA2B و SRGAP2C را در نورون های انسان خاموش کرد، آنها را به مغز موش پیوند زد و رشد سیناپس ها را در یک دوره 18 ماهه به دقت زیر نظر گرفت. محققان کشف کردند که وقتی این ژن ها را در نورون های انسانی خاموش می کنید، رشد سیناپسی در سطوح قابل توجهی سرعت می گیرد. در 18 ماهگی، سیناپس ها با آنچه انتظار می رود در کودکان بین 5 تا 10 سال رشد کند قابل مقایسه هستند.

سرنخ هایی برای حساسیت به اختلالات مغزی خاص انسان
سپس این تیم مکانیسم های ژنتیکی زیربنایی اثرات برجسته SRGAP2B و SRGAP2C بر نئوتنی نورون انسان را بررسی کردند. آنها بر روی ژن SYNGAP1 تمرکز کردند، یک ژن بیماری مهم که در ناتوانی ذهنی و اختلال طیف اوتیسم نقش دارد. به طور قابل توجهی، آنها کشف کردند که ژن های SRGAP2 و SYNGAP1 با هم برای کنترل سرعت توسعه سیناپس انسان عمل می کنند. جالب تر از همه، آنها دریافتند که SRGAP2B و SRGAP2C سطوح ژن SYNGAP1 را افزایش می دهند و حتی می توانند برخی از نقص های نورون های فاقد SYNGAP1 را معکوس کنند. این یافته درک محققان را از چگونگی تأثیر مولکول های خاص انسان بر مسیرهای بیماری های عصبی افزایش می دهد و روشن می کند که چرا چنین اختلالاتی در گونه انسان شایع تر است. برای درک اینکه چگونه مکانیسم های رشد مغزی خاص انسان بر یادگیری و سایر رفتارها تأثیر می گذارد و چگونه بی نظمی آن ها می تواند منجر به اختلالات مغزی شود، به تحقیقات بیشتری نیاز است. می توان تصور کرد که برخی از محصولات ژنی خاص انسان می توانند نوآورانه شوند.

به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، یک تیم بین المللی از دانشمندان از جمله محققان دانشگاه ملی استرالیا (ANU) نسخه نادر و جهش یافته پروتئینی به نام TNIP1 را شناسایی کرده اند که باعث ایجاد یک بیماری خودایمنی مزمن شبیه به سندرم شوگرن می شود، وضعیتی که منجر به خشکی شدید چشم ها و دهان می شود. که در صورت عدم درمان می تواند باعث نابینایی شود. به گفته محققان، جهش TNIP1 ممکن است مسئول بیماری های خودایمنی شدیدتر از جمله لوپوس باشد، یک وضعیت ناتوان کننده که باعث التهاب در اندام ها و مفاصل، بثورات پوستی و خستگی می شود. در موارد شدید، این بیماری می تواند کشنده باشد. دانشمندان می گویند که توانستند با موفقیت اثرات مخرب جهش را در موش ها معکوس کنند و آنها را یک گام به توسعه درمان های دارویی جدید نزدیک تر کنند که همین کار را در انسان انجام می دهد. این یافته ها می تواند منجر به درمان های جدید و مناسب برای سندرم شوگرن و لوپوس شود که توسط انواع TNIP1 ایجاد می شود.

پروتئین ها برای رشد، توسعه و سلامت کلی ما حیاتی هستند، اما ماندگاری دارند. هنگامی که پروتئین ها به هدف خود رسیدند، غیرفعال می شوند. TNIP1اساساً با حذف پروتئین های منسوخ شده و بردن آنها به مکان های تخریب سلول، به عنوان یک دروازه بان سیستم ایمنی عمل می کند و آنها را به مکان های تخریب سلول می برد، جایی که آنها شکسته می شوند، بازیافت می شوند و تغییر کاربری می دهند. مواد ژنتیکی معمولاً در بخش های خاصی از سلول، از جمله کارخانه های انرژی سلول که میتوکندری نامیده می شوند، بسته بندی می شوند. با این حال، همان ماده ژنتیکی اگر خارج از این محفظه های تخصصی تشخیص داده شود، می تواند هشدارهایی را در سیستم ایمنی ایجاد کند. نکته مهم این است که نقش TNIP1 در سیستم مدیریت زباله شامل حذف میتوکندری های آسیب دیده یا نشتی است که به حفظ سلول های سالم کمک می کند. اما نسخه جهش یافته پروتئین TNIP1 در پردازش این پروتئین های زائد و میتوکندری ها کارایی کمتری دارد و منجر به تجمع سمی در سلول ها می شود. اگر با این ضایعات مقابله نشود، این مواد می توانند برای سلول مضر باشند و سیستم ایمنی را تحریک می کند، که در نهایت باعث شروع بیماری خود ایمنی می شود.

محققان با استفاده از فناوری ویرایش ژن، جهش TNIP1 معادل انسانی را در موش ها معرفی کردند. آنها دریافتند که موش های حامل این جهش دچار بیماری شدند که علائم مشابه بیماری شوگرن را که در یکی از بیماران انسانی مشاهده می شود، تقلید می کند. پروتئین جهش یافته TNIP1 شبیه جهش TLR7 ایجاد کننده لوپوس است، زیرا بر همان مسیر بیوشیمیایی تاثیر می گذارد. در حال حاضر کار توسط شرکت های داروسازی برای توسعه داروهای جدید و اصلاح داروهای موجود که مسیر TLR7 را مهار می کنند، در حال انجام است.