スペインの科学者が原因不明の自閉症の原因を解明

さて、からの科学チームは、 投資研究所生物医学的イゲーション （カタルーニャ語の頭字語のIRB）バルセロナの医師主導 ラウール・メンデスとザビエル・サルバテラなぜ特定の変化が起こるのかを説明する分子機構を特定しました。 ニューロンタンパク質CPEB4 特発性自閉症と関連しています。

2018年に出版された以前の研究では、 明確な相関関係 タンパク質の非常に短い断片の存在と自閉症の発症との間の関係。研究者らは、自閉症の人では、CPEB4タンパク質で神経細胞のミクロエクソン（ゲノムの非常に短い断片）が失われていることを観察した。本日ジャーナル「ネイチャー」に掲載された研究は、この小さなセグメントが脳内のCPEB4の活動に不可欠である理由を明らかにしている、と研究者らは強調している。

「この研究は、遺伝子発現を調節するタンパク質の小さな修飾がニューロンの発達にどのように決定的な影響を及ぼし得るかについて新たな視点を提供し、将来の治療法を探求する新たな道を開くものです」と彼は説明する。 メンデスICREA 研究者であり、IRB Barcelona の細胞周期および分化のトランスレーショナル制御研究室長。

セグメントが位置する CPEB4 タンパク質の領域 三次元構造を欠いている 明確に定義されています。 「それらは本質的に無秩序なタンパク質であり、それらの多くのコピーが結合して凝縮物と呼ばれるタンパク質液滴を形成する可能性があり、これは顕微鏡でも見ることができます。その中には、ニューロンの機能に関与する他のタンパク質をコードするメッセンジャー RNA (mRNA) などのサイレント分子が保管されています。これらの凝縮物は細胞シグナルに応じて集合したり分解したりすることができ、それによって遺伝子発現の動的な制御が可能になります」とICREAの研究者でIRBバルセロナ分子生物物理学研究室長のザビエル・サルバテラ氏はABCに語った。

「この研究で、我々は、このニューロンのミクロエクソンが、ニューロン内のCPEB4によって形成される凝縮体の安定性とダイナミクスを維持するために不可欠であることを発見しました。マイクロエクソンがなければ、 凝縮水の動きが鈍くなる 適切に機能しない固体の凝集体を形成する可能性があります。遺伝情報はこれらの凝縮体内に隔離され、発現されないため、ニューロンの発達が変化し、自閉症の出現に関係します」とサルバテラ氏は説明する。

不可逆的な機能不全

「マイクロエクソンの欠如により CPEB4 凝縮体が適切に機能しない場合、これは次のような問題を引き起こす可能性があります。 神経発達の変化 「これは自閉症の症状として現れる」と研究著者らは同意する。「このフラグメントがタンパク質から欠失すると、凝縮体の機能が妨げられ、その機能不全は不可逆的になる」とザビエル・サルバテラ氏は言う。

「我々の結果は、マイクロエクソンインクルージョンのわずかな減少でさえ重大な影響を及ぼし得ることを示唆しています。これは、なぜ一部の人が遺伝子変異なしで特発性自閉症を発症するのかを説明する可能性があります」と医師らはコメントしている。 カーラ・ガルシア＝カバウ y あ私、バルトメウIRB Barcelona の研究者であり、この研究の最初の著者。

老化への影響

凝縮物の形成を通じたニューロンにおける遺伝子制御のこの研究によって提起された概念は、老化にも影響を与える可能性があります。これらの凝縮物は使用すると、 彼らは可塑性を失いますこれは、ニューロンの正しい機能を妨げ、神経変性疾患の発症を促進する可能性があると研究者らは指摘している。

この研究の最も有望な発見の1つは、マイクロエクソンの欠如によって影響を受けたCPEB4タンパク質の機能が、「人工フラグメント」、つまりアミノ酸配列を細胞内に配置することで回復できる可能性があるということである。愛情を逆転させ、場合によっては 症状。 「私たちは、研究室で設計された欠落したタンパク質断片を置くことによって、変化が可逆的であることを確認しました。しかし、断片が欠落し、遺伝情報が置き換えられない場合、断片は凝縮物の中に閉じ込められ、ニューロンの活動が変化します」とバルセロナ IRB の分子生物物理学研究室長は説明します。

「私たちはまだ探索段階にいますが、この発見は勇気づけるものであり、 可能な治療アプローチ 研究者らは、この発見には、動物モデルでの研究や複数の技術的障壁の克服など、大規模な実験試験がまだ必要であることを強調している。

「試験管内で起こったことが細胞やニューロンに適用した場合にも起こるかどうかを確認し、それを前臨床モデルに移し、最後に人間でテストしたいと考えています」とサルバテラ氏は言う。 「私たちは、最終的にはこれらの発見を応用できることを期待しながら、このメカニズムとその影響を調査し続けます。 影響を受ける人々への利益 自閉症のために」と治験審査委員会の研究者は結論づけています。

この研究は、 根底にある分子機構の理解 特発性自閉症への影響を研究し、重要な細胞機能の調節における短い遺伝子配列の重要性を強調しています。この研究は、いくつかの権威ある機関と科学者の協力のおかげで可能になりました。その中でも医師が目立つ ホセ・ルーカスマドリードの CSIC/UAM のセベロ・オチョア分子生物学センター (CBM セベロ・オチョア) からの研究者 ルーベン・エルバス 香港大学李嘉誠医学部卒業。さらに、この研究には、リンダーストロム・ラングタンパク質科学センターのグループが参加しています。 コペンハーゲン大学 そしての カタルーニャ生物工学研究所 (アイベック)。彼らもコラボしてるよ 神経変性疾患領域ネットワーク生物医学研究センター (シベルンド)デル カルロス 3 世保健研究所 マドリッドでは、 大学カレッジ (ロンドン)、そして バルセロナ大学 (UB)。このプロジェクトは主に次の資金提供を受けています。 国家調査庁 (AEI) と 欧州研究評議会 (ERC)。