Исследуя мутации, влияющие на миграцию нервных клеток у мышей, ученые обнаружили ген, который играет роль в транспорте белков внутри нервных клеток. Ученые обнаружили, что если у развивающейся мыши присутствует меньше белка, в ее мозгу наблюдаются серьезные дефекты. Исследуя ситуацию у людей, они обнаружили, что мутация одного и того же гена лежит в основе нервной дегенерации.
Инструмент базы данных, предназначенный для связи молекулярных биологов и клинических генетиков, установил важный мост между лабораторией и пациентом: молодой человек из восточноевропейской страны, единственный из четырех братьев и сестер, страдающий от последствий определенной мутации; дегенерация нервов и головного мозга, когнитивные дефекты, спастичность, ограничения в его способности реагировать на раздражители или контролировать свои мышцы и эпилепсия - вот лишь один из длинного списка симптомов, характеризовавших его состояние. Он скончался в возрасте 19 лет.
Для ученых из лаборатории Дэвида Кейса в Научно-исследовательском институте молекулярной патологии (IMP) в Вене обнаружение этого пациента стало последним кусочком головоломки. Задолго до того, как они обратились к клиническим генетикам, они начали проверять мышей на наличие мутаций, влияющих на миграцию нейронов.
Развитие мозга позвоночных в решающей степени зависит от правильного образования, миграции, дифференцировки и выживания нервных клеток. Все эти процессы требуют оркестровки большого количества генов и соответствующих им белков, нормальная роль каждого из которых может быть нарушена мутациями. Используя биохимические методы для индуцирования мутаций, ученые идентифицировали Vps15 как один из генов, необходимых для нормального развития нейронов, как они сообщили в журнале Nature Neuroscience..
«Это был маловероятный кандидат», - говорит Томас Гстрейн, первый автор статьи. «У людей более 20 000 генов… никто бы не догадался, что виноват Vps15. Вы просто не сможете создать мозг без Vps15».
Только благодаря широкому экрану, проведенному сотрудниками из Оксфордского университета, ученые обнаружили этот конкретный ген.
Впоследствии они охарактеризовали дефекты развития мозга, вызванные мутацией у мышей, и подробно изучили молекулярные механизмы, которые вовлекают Vps15 в развивающийся мозг, связывая его с другими белками, играющими ключевые роли в организации цитоскелета. Как только эти механизмы были поняты, они обратились к Genematcher, интерфейсу, который связал их с клиническими генетиками и пациентом с мутацией человеческого гомолога Vps15 - подростком с нейродегенеративным заболеванием.
Обследование родителей, братьев и сестер и самого пациента подтвердило, что мутация в VPS15 - уменьшение количества соответствующего белка в мозге - действительно была причиной наблюдаемых дефектов развития нервной системы. В заключение своей статьи ученые отмечают, что VPS15 может также играть роль в других неврологических состояниях, таких как шизофрения или аутизм, - это требует более пристального изучения в будущих исследованиях.