Forskere har opdaget et nøgleprotein, der er ansvarligt for hjerneasymmetri
Sidst revideret: 14.06.2024
Alt iLive-indhold gennemgås medie eller kontrolleres for at sikre så meget faktuel nøjagtighed som muligt.
Vi har strenge sourcing retningslinjer og kun link til velrenommerede medie websteder, akademiske forskningsinstitutioner og, når det er muligt, medicinsk peer reviewed undersøgelser. Bemærk at tallene inden for parentes ([1], [2] osv.) Er klikbare links til disse undersøgelser.
Hvis du mener, at noget af vores indhold er unøjagtigt, forældet eller på anden måde tvivlsomt, skal du vælge det og trykke på Ctrl + Enter.
De genetiske mekanismer, der ligger til grund for hjernens unikke venstre-højre forskelle, er nu bedre forstået gennem ny forskning, hvilket baner vejen for en bedre forståelse af menneskelige lidelser forbundet med hjerneasymmetri.
Et protein kaldet Cachd1 spiller en nøglerolle i etableringen af den forskellige neurale struktur og funktion af hver side af hjernen, har forskere fra UCL, Wellcome Sanger Institute, University of Oxford og andre samarbejdspartnere fundet. Undersøgelsen blev publiceret i Science.
Ved at udføre genetiske eksperimenter på zebrafisk opdagede forskere, at når Cachd1-mutationen opstår, mister højre side af hjernen sin normale asymmetriske udvikling og bliver et spejlbillede af venstre side. Denne lidelse forårsager unormale neurale forbindelser, der påvirker hjernens funktion.
Denne opdagelse kaster lys over de genetiske mekanismer, der ligger til grund for hjerneasymmetri, et fænomen, der observeres i mange dyrearter, inklusive mennesker. Forståelse af disse processer kan føre til en bedre forståelse af menneskelige lidelser, hvor hjerneasymmetri er forstyrret, såsom skizofreni, Alzheimers sygdom og autismespektrumforstyrrelser.
På trods af deres spejlanatomi har venstre og højre hjernehalvdel funktionelle forskelle, der påvirker neurale forbindelser og kognitive processer såsom sprog. Hvordan disse venstre-højre forskelle i neurale kredsløb opstår er stadig dårligt forstået.
Ved at bruge zebrafisk – en velkendt modelorganisme til at studere hjernens udvikling takket være deres gennemsigtige embryoner – satte forskerne sig for at undersøge, hvordan Cachd1 kunne påvirke hjerneasymmetri.
Teamet fandt ud af, at når Cachd1 er muteret, mister et område af hjernen kaldet habenula sin normale venstre-højre skelnen. Neuroner på højre side ligner neuroner på venstre side, hvilket forstyrrer neurale forbindelser i habenula og potentielt påvirker dens funktion.
Knockdown af cachd1 ved hjælp af morpholinos resulterer i bilateral symmetri. (A-B) Rygsyn 4 dage efter befrugtning af uinjicerede vildtyper og cachd1 morpholino-injicerede larver efter helmonteret in situ hybridisering ved brug af antisense riboprober mod asymmetriske dorsale habenula-markører kctd12.1. (C) Semikvantitativ RT-PCR for cachd1-transkripter. Kilde: Science (2024). DOI: 10.1126/science.ade6970
Proteinbindingseksperimenter har vist, at Cachd1 binder til to receptorer, der tillader celler at kommunikere gennem Wnt-signalvejen, en af de mest intensivt undersøgte cellekommunikationsveje, der spiller en vigtig rolle i tidlig udvikling, stamcelledannelse og mange sygdomme.
Derudover ser påvirkningen af Cachd1 ud til at være specifik for højre side af hjernen, hvilket tyder på tilstedeværelsen af en ukendt hæmmende faktor, der begrænser dens aktivitet på venstre side. Selvom de fulde detaljer endnu ikke er blevet belyst, tyder beviser stærkt på, at Cachd1 spiller en nøglerolle i at etablere skelnen mellem venstre og højre side af den udviklende hjerne ved at regulere cellulær kommunikation specifikt på højre side.
Fremtidige undersøgelser vil undersøge, om Cachd1 har andre vigtige funktioner forbundet med Wnt-vejen.
"Dette var et meget samarbejdsprojekt, der havde stor gavn af en tværfaglig tilgang - genetik, biokemi og strukturel biologi kom sammen for bedre at forstå etableringen af venstre-højre asymmetri i hjernen, samt identificere en ny komponent af en vigtig signalvej med flere roller i sundhed og sygdom,” siger Dr. Gareth Powell, medforfatter af undersøgelsen, en tidligere doktorand ved Wellcome Sanger Institute og nu medlem af UCL's afdeling for celle- og udviklingsbiologi.
“Jeg er glad for at se offentliggørelsen af denne meget samarbejdende forskning, som samlede mange talentfulde mennesker med forskellige videnskabelige interesser og kompetencer fra forskellige institutioner. Sammen har holdet gjort os i stand til at gøre spændende nye opdagelser inden for både Wnt-signalvejen og udviklingen af hjerneasymmetri,” siger professor Steve Wilson, seniorforfatter af undersøgelsen fra UCLs afdeling for celle- og udviklingsbiologi.