Изучение рыбок-мутантов данио рерио может в будущем помочь в лечении аутизма
Группе ученых из Университета штата Огайо удалось в мельчайших деталях наблюдать, как развивается мозг генетически дефектных эмбрионов рыбок данио. Полученные результаты могут быть использованы для разработки более эффективных методов лечения таких расстройств у людей, как аутизм или шизофрения.
Вводя дефектный ген в эмбрионы рыбок данио, исследователи отмечали картину роста мозга таких эмбрионов, отчетливо отличающуюся от нормальных особей. Хотя генетические основы некоторых заболеваний головного мозга хорошо известны, механизм их выражения до сих пор оставался загадкой.
Команда обнаружила, что у мутантных эмбрионов, как оказалось, развивается четкая кластеризация клеток головного мозга, которая может нарушать обычное развитие мозга и его дальнейшее функционирование. Это может иметь огромное значение для лечения генетических заболеваний мозга человека в будущем.
Данио рерио — это маленькие тропические пресноводные рыбы. Исследовательская группа выбрала их по ряду причин.
В период эмбрионального развития рыбки данио прозрачны, что делает их идеальными для наблюдения. Кроме того они развиваются очень быстрыми темпами, и к тому же, значительная часть их генома сходна с человеческим.
Выбрав жизнеспособные особи, исследователи внесли мутацию PCDH19 в эмбрионы. Затем они наблюдали за тем, что происходило с ним, используя мощный микроскоп собственной конструкции.
Они заметили, что существует четкое различие между нормальными эмбрионами рыбок и теми, у кого был мутантный ген.
Руководитель исследования Джеймс Йонтес, доцент неврологии неврологического института университета штата Огайо, сделал следующие выводы: «Это первое исследование с использованием функциональной визуализации на уровне отдельных клеток для изучения воздействия мутации, которая, как известно, вызывает неврологические заболевания в живом организме. Мы увидели очевидные различия в формировании архитектуры мозга животных с мутацией».
У рыбок данио, как и у людей, мозг состоит из большой сети нейронов. Здоровое развитие человеческого мозга в период созревания плода жизненно важно для функций взрослого человека.
По этой причине исследователи уделили особое внимание процессу развития нейронов у эмбрионов рыбок данио с привнесенными изменениями. Они обнаружили, что у этих мутантов наблюдается заметное увеличение степени связанности или кластеризации по сравнению с мозгом нормальных рыбок данио.
«Мы увидели множество взаимосвязей между нейронами у мутантных рыбок данио. Мы не знаем точно, что это значит, но можно предположить, что между клетками возникают неадекватные связи, которые не смогут взаимодействовать нормально. Возможно, это становится проблемой, когда слишком много клеток включены в сеть нейронов», — отметил Йонтес.
Нейробиологи весьма заинтересованы тем фактом, что генетические мутации, подобные изученным, имеют сильные генетические основания для таких заболеваний, как аутизм. Результаты этого исследования и других ему подобных могут быть использованы для совершенствования способов лечения многих генетических заболеваний в будущем.
28.05.2019 11:57
