Може ли лошият трафик на протеини да бъде фактор за аутизма?
Протеин, чиито мутации се откриват при хора с аутизъм и други състояния на невроразвитието, помага да се поддържат връзките между невроните в мозъка да работят гладко.
Ново публикувано изследване, ръководено от Университета Рокфелер в Ню Йорк, Ню Йорк, разкрива, че протеинът астротактин 2 (ASTN2) може да отвежда рецепторите далеч от повърхностите на невроните и да предотвратява натрупването им там.
Връзките между невроните са от съществено значение за мозъчната функция.
Те работят, защото рецепторите, които седят на повърхностите на клетките, винаги са готови да си партнират с входящите невротрансмитери от други клетки.
Процесът е динамичен и се нуждае от непрекъснат цикъл от рецептори „включени и изключени“ от клетъчната мембрана, за да се осигури бърза реакция на сигналите. Трафикът на протеини помага да се поддържат рецепторите.
Неотдавнашното проучване, което сега включва в Известия на Националната академия на науките, също така предлага механизъм, чрез който разстройствата от аутистичния спектър (ASD), като неврологичното състояние на аутизма, могат да възникнат от дефекти в ASTN2.
Точните причини за невроразвитие са до голяма степен неизвестни, въпреки че много признаци могат да бъдат проследени до ранното мозъчно развитие. Учените вярват, че произходът е сложен и включва генетични, биологични и екологични фактори.
Според Центровете за контрол и превенция на заболяванията (CDC), около 1 на 68 деца от Съединените щати са били „идентифицирани с ASD“, с момчета над четири пъти по-вероятно да бъдат идентифицирани с него, отколкото момичета.
Трафик на протеини
В предишна работа старшият автор на изследването Мери Е. Хатън, професор по неврология и поведение в университета Рокфелер, вече е установила, че ASTN2 има роля на трафик по време на ранното развитие, когато клетките мигрират.
Наличието на този протеин в мозъка на възрастни обаче накара водещия автор на изследването Hourinaz Behesti, когато се присъедини към лабораторията на проф. Hatten, да твърди, че ASTN2 може да има и друга роля.
Изглежда, че нивата на ASTN2 са особено високи в мозъчната област, наречена малкия мозък. Традиционно се смяташе, че този мозъчен регион се отнася до контрола на движението, но, съобщават авторите, „скорошни доказателства предполагат“, че той може да бъде свързан и с „немоторни функции, включително език, визуално-пространствена памет, внимание и емоции“.
След това с помощта на електронен микроскоп изследователите идентифицират местата на експресия на ASTN2 в малките мозъци на мишки.
Те откриха, че протеинът се намира главно в структури, наречени „ендоцитни и автофагоцитни везикули“, които транспортират протеини вътре в невроните.
По-слаби синапси
Учените също така идентифицираха някои молекули, които се свързват с ASTN2. Тези „свързващи партньори“ включват протеини, за които е известно, че се пренасят в невроните и други протеини, които помагат за изграждането на синапси.
Синапсите са клетъчните структури, които позволяват на невроните да предават електрически и химически сигнали един на друг. По-рано екипът е открил и ASTN2, експресиран в „дендритни бодли“ в синапсите.
Повишаването на ASTN2 в невроните на мишка причинява намаляване на молекулите, които се свързват с ASTN2. Това е в съответствие с идеята, че ASTN2 си върши работата, като ги отвежда от повърхността на клетката, за да бъдат разбити и рециклирани.
Допълнителни тестове разкриха, че клетките с по-високи нива на ASTN2 правят по-стабилни синапси. Това предполага, че недостатъчният ASTN2 - както може да се случи, ако генът, който го кодира, е мутирал - ще доведе до по-слаби синапси.
Трябва да разберем по-добре ролята на малкия мозък
Изследването цитира работата, извършена в университета Джонс Хопкинс, в която няколко членове на семейство с ASD, забавяне на езика и други неврологични състояния носят редица мутации на ASTN2.
Изследователите също споменават отделно проучване с голяма популация, което установява връзки между мутациите на ASTN2 и няколко типа мозъчно състояние.
Те стигат до заключението, че техните открития подкрепят идеята, че нарушаването на процеса, който осигурява подходящия микс и оборот на повърхностните протеини в мозъчните клетки, може да бъде фактор в няколко невроразвитие.
Те също така казват, че е необходимо да се разбере по-добре ролята на малкия мозък в тези условия.
„Хората тепърва започват да осъзнават, че малкият мозък не е само там, за да контролира движението и двигателното обучение. Той има много по-сложни роли в познанието и езика. "
Проф. Мери Е. Хатън
