Por primera vez, los científicos del Instituto Whitehead han documentado un vínculo directo entre las deleciones en dos genes, fam57ba y doc2a, en el pez cebra y ciertos rasgos del cerebro y el cuerpo, como convulsiones, hiperactividad, aumento del tamaño de la cabeza y obesidad.
"Encontrar las conexiones moleculares entre el cerebro y el fenotipo del cuerpo es realmente un cambio de paradigma", dice Hazel Sive, miembro del Instituto Whitehead, quien también es profesor de biología en el MIT. "Nos permite pensar en el control común de estos dosaspectos del fenotipo, que es muy interesante y podría ser útil para desarrollar terapias para estos fenotipos "
Ambos genes residen en la región 16p11.2 del cromosoma humano 16. Aproximadamente 1 de cada 2000, o alrededor de 4 millones de personas en todo el mundo, tienen deleciones en esta región, y estas deleciones están asociadas con múltiples síntomas cerebrales y corporales, incluidos los trastornos del espectro autista, retraso del desarrollo, discapacidad intelectual, convulsiones y obesidad.
Los científicos han tenido dificultades para separar la relación entre rasgos específicos y deleciones en esta región, porque incluye al menos 25 genes y porque no hay un mapeo uno a uno de gen a fenotipo. En cambio, múltiples genes parecencree una red de interacciones que produzca una variedad de características.
Para resolver un rompecabezas tan complejo, Jasmine McCammon, una investigadora postdoctoral en el laboratorio de Sive, alistó al pez cebra como un "tubo de ensayo vivo". El grupo Sive usa el pez cebra para estudiar las conexiones genéticas / fenotípicas asociadas con los trastornos humanos. Al igual que el humanogenoma, el genoma del pez cebra tiene dos copias de cada gen, y los científicos pueden eliminar la función de múltiples genes para producir fenotipos que recuerdan los síntomas humanos.
Los resultados de la pantalla inicial de McCammon con pez cebra indican que dos genes en la región 16p11.2 podrían ser clave para el desarrollo del cerebro: fam57ba y doc2a. Fam57b codifica una 'ceramida sintasa' que produce una especie de lípido, y doc2a codifica unregulador de la secreción. McCammon investigó más allá al eliminar una copia de fam57ba y doc2a individualmente; el efecto fue mínimo. Sin embargo, al eliminar simultáneamente una copia de ambos genes reveló una sinergia significativa entre ellos. En comparación con los controles, los peces con solo una copia de cada genexhiben hiperactividad, mayor propensión a las convulsiones, mayor tamaño de cuerpo y cabeza y contenido de grasa. Cuando se eliminan ambas copias de fam57ba, los peces son mucho más grandes y tienen un mayor contenido de grasa. Todos los resultados del estudio se publican en la revista Genética molecular humana .
Aunque sus hallazgos usan pez cebra y están lejos de la clínica, McCammon se sorprendió por la cantidad de personas afectadas por las deleciones en este genoma identificadas con sus resultados.
"Cuando hablé con los padres de algunos niños con trastornos del desarrollo neurológico, me sorprendió cuánto resonó con ellos la conexión cerebro / cuerpo que describimos", dice ella. "Dijeron que sí, que su hijo tiene autismo, pero éltambién tiene un tono muscular realmente débil. O tiene un problema gastrointestinal y eso ha sido más problemático que sus problemas de conducta. Para mí, ha sido realmente revelador hablar con personas que realmente han experimentado esto en lugar de leer sobre estadísticas en revistas ".
Los mecanismos subyacentes a esta conexión cerebro / cuerpo aún no se conocen bien. Uno de los genes identificados, fam57ba, proporciona algunas pistas interesantes sobre cómo el metabolismo y la función cerebral podrían entrelazarse, ya que produce una enzima que juega un papel en los lípidosSe cree que es un regulador metabólico. El tipo de lípidos, la ceramida, también tiene un papel funcional en varias vías de señalización y afecta la función sináptica, aunque su función principal no es la sinapsis, sino proporcionar estructura en las membranas celulares.
Para Sive, los dos genes identificados podrían ser solo el comienzo. "Nuestros datos sugieren que puede haber genes metabólicos involucrados en los trastornos del desarrollo neurológico humano", dice. "Este es un campo incipiente, que estamos muy interesados en iradelante."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Whitehead para la Investigación Biomédica . Original escrito por Nicole Giese Rura. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :