Môže byť zlé obchodovanie s bielkovinami faktorom autizmu?
Proteín, ktorého mutácie sa nachádzajú u ľudí s autizmom a inými neuro-vývojovými stavmi, pomáha udržiavať hladký chod spojení medzi neurónmi v mozgu.
Novo publikovaný výskum - vedený Rockefellerovou univerzitou v New Yorku - ukazuje, že proteín astrotaktín 2 (ASTN2) môže prenášať receptory z povrchu neurónov a zabrániť im tam sa hromadiť.
Spojenia medzi neurónmi sú nevyhnutné pre fungovanie mozgu.
Fungujú preto, lebo receptory, ktoré sú na povrchu buniek, sú vždy pripravené na spoluprácu s prichádzajúcimi neurotransmitermi z iných buniek.
Proces je dynamický a na zabezpečenie rýchlej reakcie na signály vyžaduje nepretržitý cyklus receptorov „zapínaných a vypínaných“ z bunkovej membrány. Obchodovanie s bielkovinami pomáha udržiavať receptory v pohybe.
Nedávna štúdia, ktorá je teraz súčasťou Zborník prác Národnej akadémie vied, tiež navrhol mechanizmus, prostredníctvom ktorého by poruchy autistického spektra (ASD), ako je autizmus s neurovým vývojom, mohli vzniknúť z defektov v ASTN2.
Presné príčiny neurodevelopmentálnych stavov nie sú väčšinou známe, aj keď je možné badať veľa znakov skorého vývoja mozgu. Vedci sa domnievajú, že pôvod je zložitý a zahŕňa genetické, biologické a environmentálne faktory.
Podľa Centra pre kontrolu a prevenciu chorôb (CDC) je asi 1 zo 68 detí zo Spojených štátov „identifikovaných s ASD“, u ktorých je identifikovaná viac ako štyrikrát viac chlapcov ako dievčat.
Obchodovanie s bielkovinami
V predchádzajúcich prácach už vedúca štúdie Mary E. Hattenová, profesorka neurovied a správania na Rockefellerovej univerzite, už zistila, že ASTN2 má v ranom vývoji, keď bunky migrujú, úlohu obchodovania s ľuďmi.
Prítomnosť tohto proteínu v mozgu dospelých však viedla vedúcu autorku štúdie Hourinaz Behesti, keď sa pripojila k laboratóriu profesora Hattena, k domnienke, že ASTN2 môže mať aj inú rolu.
Hladiny ASTN2 sa zdajú byť obzvlášť vysoké v oblasti mozgu nazývanej mozoček. Tradične sa myslelo, že táto oblasť mozgu sa týka kontroly nad pohybom, ale podľa autorov „nedávne dôkazy naznačujú“, že môže byť spojená aj s „nemotorickými funkciami vrátane jazyka, vizuopriestorovej pamäte, pozornosti a emócii“.
Pomocou elektrónového mikroskopu potom vyšetrovatelia identifikovali miesta expresie ASTN2 v mozočkoch myší.
Zistili, že proteín sa nachádza hlavne v štruktúrach nazývaných „endocytové a autofagocytové vezikuly“, ktoré transportujú proteíny vnútri neurónov.
Slabšie synapsie
Vedci tiež identifikovali niektoré molekuly, ktoré sa viažu na ASTN2. Medzi týchto „väzobných partnerov“ patria proteíny, o ktorých je známe, že sa s nimi obchoduje vo vnútri neurónov, a ďalšie proteíny, ktoré pomáhajú budovať synapsie.
Synapsie sú bunkové štruktúry, ktoré umožňujú neurónom navzájom si odovzdávať elektrické a chemické signály. Tím predtým tiež našiel ASTN2 vyjadrený vo vnútri „dendritických tŕňov“ v synapsách.
Zvyšovanie ASTN2 v myších neurónoch spôsobilo zníženie molekúl, ktoré sa viažu na ASTN2. To je v súlade s myšlienkou, že ASTN2 robil svoju prácu a prenášal ich ďalej od povrchu buniek, aby sa rozložili a recyklovali.
Ďalšie testy odhalili, že bunky s vyššími hladinami ASTN2 vytvárajú robustnejšie synapsie. To naznačuje, že nedostatočné množstvo ASTN2 - čo by sa mohlo stať, ak by bol mutovaný gén, ktorý ho kóduje - by viedlo k slabším synapsám.
Potrebujete lepšie pochopiť úlohu malého mozgu
Štúdia cituje prácu vykonanú na Univerzite Johns Hopkins University, v ktorej niekoľko členov rodiny s ASD, jazykovým oneskorením a inými neurovývojovými stavmi nieslo množstvo mutácií ASTN2.
Vyšetrovatelia tiež spomínajú samostatnú veľkú populačnú štúdiu, ktorá zistila súvislosti medzi mutáciami ASTN2 a niekoľkými typmi stavov mozgu.
Dospievajú k záveru, že ich objavy podporujú myšlienku, že narušenie procesu, ktorý zaisťuje vhodnú kombináciu a premenu povrchových proteínov v mozgových bunkách, by mohlo byť faktorom v niekoľkých podmienkach neurového vývoja.
Tiež hovoria, že je potrebné lepšie pochopiť úlohu malého mozgu v týchto podmienkach.
„Ľudia si ešte len začínajú uvedomovať, že mozoček nie je len na to, aby ovládal pohyb a motorické učenie. Má oveľa zložitejšie úlohy v poznávaní a jazyku. “
Prof. Mary E. Hatten
