Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego han desarrollado los primeros ratones que carecen del gen Upf3b, proporcionando un nuevo modelo para estudiar su función subyacente en las discapacidades intelectuales y los trastornos del neurodesarrollo. El estudio se publicó el 26 de septiembre en Psiquiatría molecular .
En los seres humanos, las mutaciones en el gen UPF3B causan discapacidad intelectual y están fuertemente asociadas con el trastorno del espectro autista, el trastorno por déficit de atención con hiperactividad y la esquizofrenia. Este gen desempeña un papel en la desintegración del ARN mediada sin sentido NMD, un sistema de supervisión que las células utilizan como"control de volumen" en muchos genes.
"Estas observaciones sobre UPF3B nos hicieron preguntarnos si la NMD es importante para el desarrollo del cerebro de los mamíferos", dijo el autor principal Miles Wilkinson, PhD, profesor de medicina reproductiva en la Facultad de Medicina de UC San Diego.
La NMD actúa sobre los ARN mensajeros ARNm, que llevan los planos codificados por el genoma. Estos planos se traducen en las proteínas esenciales para la vida. Inicialmente, se pensó que la NMD solo servía como un mecanismo de control de calidad: degradando los ARNm irregulares que codificanproteínas potencialmente dañinas. Pero más recientemente ha quedado claro que la NMD también degrada los ARNm normales en tipos de células específicos y situaciones en las que no son necesarios.
La NMD juega un papel importante en varios procesos biológicos, incluido el desarrollo fetal y neonatal, un momento en el que las células deben tener especial cuidado con la forma en que coordinan y cronometran la producción de ARNm y las proteínas que codifican.
El equipo de Wilkinson descubrió que los ratones con deficiencia de Upf3b se diferenciaban de los ratones normales en varias formas celulares y de comportamiento. Por ejemplo, sus células madre neurales estaban dañadas en su capacidad para especializarse en neuronas funcionales. Las neuronas que tenían eran deficientes en sucapacidad para formar dendritas y espinas dendríticas, estructuras críticas para la comunicación neurona-neurona. Estos ratones con deficiencia de Upf3b también exhibían defectos en una forma específica de memoria y aprendizaje relacionados con el miedo, y tenían defectos en el procesamiento sensorial de una manera que a menudo se asocia con la esquizofreniay otros trastornos cerebrales.
Para investigar cómo Upf3b influye en estas características celulares y de comportamiento, los investigadores compararon las secuencias de ARN que encontraron en la región de la corteza frontal de los cerebros de ratones normales y deficientes en Upf3b. Determinaron que Upf3b regula los ARN, incluidos los objetivos directos de NMD, quecodifican proteínas necesarias para que las neuronas se desarrollen y maduren.
"En muchos sentidos, las alteraciones del comportamiento en ratones que carecen de Upf3b imitaban a las que se encuentran en pacientes humanos con mutaciones de UPF3B", dijo Wilkinson. "Este nuevo modelo será fundamental para determinar con precisión cómo los defectos en la NMD pueden conducir a un aprendizaje específico y al procesamiento sensorialdefectos. "
Los coautores de este estudio también incluyen: Eleen Shum, Sam H. Jones, Chih-Hong Lou, Jennifer Dumdie, Haeuk Kim, Josh Espinoza, David M. Skarbrevik, Mimi H. Phan, Heiid Cook-Andersen, Neal R. Swerdlow, UC San Diego; Amanda J Roberts, The Scripps Research Institute; Lachlan A Jolly y Jozef Gecz, University of Adelaide, y South Australian Health and Medical Research Institute.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Heather Buschman. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :