ارتباط جهش ژنهای رفتاری با بیماری اوتیسم
مجله علمی ایلیاد - در مطالعهای جدید، دانشمندان علوم اعصاب دانشگاه MIT ژنی را بررسی کردند که نقش حیاتی در کنترل تغییر بین حالتهای متناوب رفتاری بازی میکند. این رفتارهای متناوب برای انسانها شامل گرسنگی و سیری یا خواب و بیداری است. این ژن که محققان آن را «VPS-50» نامیدند، به تنظیم نوروپپتیدها کمک میکند. نوروپپتیدها پروتئینهای کوچکی هستند که پیامها را بین نورونها یا از نورونها به دیگر سلولها منتقل میکنند. این نوع از پیامرسانی برای کنترل فیزیولوژی و رفتار در موجودات از جمله انسان اهمیت دارد. حذف همتای ژنی VPS-50 در برخی از افراد مبتلا به اوتیسم دیده شده است.
«رابرت هورویتز»، استاد زیستشناسی و «دیوید کوخ» عضو موسسه مک گاورن MIT در زمینهی تحقیقات مغزی میگوید: «با توجه به آنچه که در مورد چگونگی عملکرد این ژن در این مقاله آورده شده است، بههمراه دیگر یافتهها در مورد ژنتیک اوتیسم، ما پیشنهاد میکنیم که اختلال عملکرد این ژن میتواند باعث پیشبرد اوتیسم شود.»
هورویتز و «مارتا کنستانتین پاتون»، استاد علوم مغز و علوم شناختی دانشگاه MIT و عضو موسسه مک گاورن، نویسنده ارشد این مقاله که در شمارهی ۳ مارس ۲۰۱۷ در مجله Current Biology به چاپ رسیده، هستند. نویسندگان دیگر این مقاله نیکولاس پاکوئین و یاسانوبو موراتا دانشجویان مقطع فوق دکتری MIT هستند.
رفتار موثر
نوروپپتیدها که در عملکردهای مغزی مثل پاداش، سوخت و ساز و حافظه و یادگیری دخیل هستند، از ساختارهای سلولی به نام وزیکولهای متراکم هستهای آزاد میشوند. در مطالعات جدید محققان دریافتهاندکه ژن VPS-50 پروتئینی را کد میکند که در تولید این وزیکولها و آزادسازی نوروپپتیدها از آنها نقش مهمی دارد. آنها این پروتئین را در «کرم سینورابدیتیس الگانس» کشف کردند که برای اولین بار در سلولهای عصبی دیده شد.
در این سلولهای عصبی که انتقالدهندههای عصبی نظیر دوپامین و سروتونین آزاد میشوند، ژن VPS-50 با وزیکولهای سیناپسی و وزیکولهای متراکم هستهای هردو مرتبط است. محققان نشان دادهاند که VPS-50 برای بلوغ وزیکولهای متراکم هستهای و همچنین تنظیم فعالیت پمپ پروتون که موجب اسیدیتهی وزیکولها میشود، لازم است. بدون سطح اسیدیتهی مناسب، توانایی وزیکولها در تولید نوروپپتیدها مختل میشود.
محققان همچنین اثرات رفتاری متمایزی در کرم سینورابدیتیس الگانس کشف کردند که سرعتشان به طور طبیعی بسته به مواد غذایی و اینکه آیا به تازگی غذا خوردهاند، تغییر میکند. پاکوئین بیان میکند که در غیاب غذا کرمها در سریعترین حالت خود هستند و این احتمالاً به دلیل جستجوی آنها برای غذا است. وقتی که آنها به موادغذایی دست مییابند، سرعتشان کم میشود، اما وقتی شما قبل از قرار دادن آنها روی موادغذایی آنها را به مدت ۳۰ دقیقه گرسنه نگه میدارید، سرعتشان خیلی کمتر میشود.
پژوهشگران دریافتند کرمهای فاقد VPS-50 طوری رفتار میکنند مثل اینکه گرسنه هستند و به آرامی حتی وقتی آنها به خوبی تغذیه شدهاند در میان ناحیهی غنی غذایی حرکت میکنند. این نشان میدهد که کرمهای فاقد VPS-50 قادر به ارسال پیام سیری نیستند و به این رفتار که آنها همچنان گرسنهاند، ادامه میدهند. همچنین محققان ژن مشابهی در موش کشف کردند و اظهار داشتند که این ژن میتواند نبود نسخهی ژنی VPS-50 را در کرم جبران کند. این نشان میدهد که هر دو ژن عملکرد یکسان و مشابهی دارند.
ارتباط انسانی
هورویتز در این باره گفت: «مهمترین سوال مطرح شده در ارتباط با این مطالعه این است که نسخههای موشی و انسانی VPS-50 چگونگی تاثیر رفتاری در این موجودات را نشان میدهند. اگر چه این مطالعه روی تغییر حالت بین سیری و گرسنگی تمرکز کرده است. پیامرسانی نوروپپتیدها در مطالعات قبلی کنترل دیگر رفتارهای متناوب مثل خواب و بیداری و همچنین کنترل رفتارهای اجتماعی نظیر اضطراب را نشان میدهد.
محققان پیشنهاد میکنند که مطالعهی VPS-50 ممکن است دریچهای روشن به روی شناخت اوتیسم باز کند. زیرا نسخهی انسانی این ژن در برخی افراد مبتلا به اوتیسم از دست رفته است. علاوه براین پروتئینی به نام UNC-31 شناخته شده است که در وزیکول متراکم هستهای قرار دارد و با اوتیسم در انسان و موش مرتبط است. وقتی که UNC-31 در کرمها جهش مییابد، رفتاری مشابه با جهش در VPS-50 را بروز میدهد.» هورویتز ادامه داد: «به همین دلیل ما امیدواریم که مطالعاتمان روی VPS-50 بینش و فهمی در ارتباط با اختلالات عصبی انسانی فراهم کند.»
نوشته: آنِ ترافتون
ترجمه: نگین نیکزاد - مجله علمی ایلیاد