Može li loša trgovina proteinima biti faktor autizma?
Protein čije se mutacije nalaze kod osoba s autizmom i drugim neurorazvojnim stanjima pomaže u održavanju nesmetanih veza između neurona u mozgu.
Novoobjavljeno istraživanje koje je vodilo Sveučilište Rockefeller u New Yorku u New Yorku, otkriva da protein astrotaktin 2 (ASTN2) može distribuirati receptore dalje od površina neurona i spriječiti da se tamo nakupljaju.
Veze između neurona su ključne za rad mozga.
Djeluju jer su receptori koji sjede na površini stanica uvijek spremni na partnerstvo s dolaznim neurotransmiterima iz drugih stanica.
Proces je dinamičan i potreban mu je kontinuirani ciklus receptora "uključenih i isključenih" na staničnoj membrani kako bi se osigurao brzi odgovor na signale. Trgovina proteinima pomaže u održavanju receptora u pokretu.
Nedavna studija koja se sada nalazi u Zbornik Nacionalne akademije znanosti, također je predložio mehanizam putem kojeg bi poremećaji iz autističnog spektra (ASD), poput neurorazvojnog stanja autizma, mogli nastati zbog nedostataka u ASTN2.
Točni uzroci neurorazvojnih stanja uglavnom su nepoznati, iako se mnogi znakovi mogu pratiti u ranom razvoju mozga. Znanstvenici vjeruju da je podrijetlo složeno i da uključuje genetske, biološke i ekološke čimbenike.
Prema Centrima za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC), otprilike 1 od 68 djece iz Sjedinjenih Država "identificirano je s ASD-om", a dječaci su preko četiri puta vjerojatnije identificirani s njom nego djevojčice.
Trgovina proteinima
U prethodnom radu, viša autorica studije Mary E. Hatten, profesorica neuroznanosti i ponašanja na Sveučilištu Rockefeller, već je otkrila da ASTN2 ima ulogu trgovine ljudima tijekom ranog razvoja kada stanice migriraju.
Prisutnost ovog proteina u mozgu odraslih, dovela je do toga da je vodeća autorica studije Hourinaz Behesti, kad se pridružila laboratoriju prof. Hattena, postavila da ASTN2 može imati i drugu ulogu.
Čini se da su razine ASTN2 posebno visoke u području mozga zvanom mali mozak. Tradicionalno se mislilo da se ova regija mozga tiče kontrole pokreta, ali, izvještavaju autori, "nedavni dokazi sugeriraju" da bi mogla biti povezana i s "nemotornim funkcijama, uključujući jezik, vizualno-prostorno pamćenje, pažnju i osjećaje".
Koristeći elektronski mikroskop, istražitelji su zatim identificirali mjesta ekspresije ASTN2 u malim mozakima miševa.
Otkrili su da se protein uglavnom može nalaziti u strukturama nazvanim "endocitne i autofagocitne vezikule", koje transportiraju proteine unutar neurona.
Slabije sinapse
Znanstvenici su također identificirali neke molekule koje se vežu za ASTN2. Ti "vezujući partneri" uključuju proteine za koje se zna da se trguju unutar neurona i druge proteine koji pomažu u izgradnji sinapsi.
Sinapse su stanične strukture koje omogućuju neuronima da međusobno prenose električne i kemijske signale. Tim je ranije također pronašao ASTN2 izražen unutar "dendritičnih bodlji" u sinapsama.
Povećavanje ASTN2 u neuronima mišića uzrokovalo je smanjenje molekula koje se vežu za ASTN2. To je u skladu s idejom da je ASTN2 radio svoj posao, odvozeći ih od površine stanice kako bi se razbili i reciklirali.
Daljnji testovi otkrili su da su stanice s višim razinama ASTN2 stvarale snažnije sinapse. To sugerira da bi nedovoljni ASTN2 - kao što bi se moglo dogoditi ako je gen koji ga kodira mutirao - doveo do slabijih sinapsa.
Treba bolje razumjeti ulogu malog mozga
Studija se poziva na rad na Sveučilištu Johns Hopkins, u kojem je nekoliko članova obitelji s ASD-om, jezičnim kašnjenjem i drugim neurorazvojnim stanjima nosilo brojne ASTN2 mutacije.
Istražitelji također spominju zasebnu studiju velike populacije koja je pronašla veze između mutacija ASTN2 i nekoliko vrsta stanja mozga.
Zaključuju da njihova otkrića podupiru ideju da bi poremećaj procesa koji osigurava odgovarajuću mješavinu i promet površinskih proteina u moždanim stanicama mogao biti čimbenik u nekoliko stanja neurorazvoja.
Također kažu da je potrebno bolje razumjeti ulogu malog mozga u tim uvjetima.
“Ljudi tek počinju shvaćati da mali mozak nije samo zato da kontrolira kretanje i motoričko učenje. Ima puno složenije uloge u spoznaji i jeziku. "
Prof. Mary E. Hatten
