Новая генетическая болезнь меняет размер мозга

Исследователи университета в Манчестере в соавторстве с коллегами из Нидерландов и СЗА открыли генетическое заболевание, при котором изменяется размер головного мозга. Эта болезнь вызывается мутацией в гене RAC1.

новая генетическая болезнь меняет размер мозга
Мышиные клетки с RAC1. A — здоровые, B,C,D — мутантные

Работая над другими исследованиями, доктор Манчестерского университета и Манчестерского центра геномной медицины Сиддхарт Банка обратил внимание на трех детей. У кого-то размеры превышали норму, у кого-то, наоборот, головной мозг был меньше обычного. У всех детей наблюдались отставание в развитии и мутации в гене RAC1.

RAC1 – это ген, находящийся в 7 хромосоме. Он кодирует G-белок RAC1, который в свою очередь контролирует GLUT4 (инсулинзависимый белок-переносчик глюкозы), отвечающий за рост клеток, реорганизацию цитоскелета и активацию протеикиназ. За счет своего прейотропного действия на клеточный цикл RAC1-белок уже стал мишенью для терапии многих раковых заболеваний: меланомы, рака печени, легких и молочной железы.

новая генетическая болезнь меняет размер мозга
Белок PAC-1

На тот момент нельзя было говорить о каком-то открытии, потому что еще никогда известные болезни не были ассоциированы с геном RAC1. И ни одна другая мутация в гене не влияла на размеры мозга.

Параллельно с этим профессор Хан Бруннер и доктор Марго Рейндерс из университета Радбоуд в Неймегене обнаружили еще четверых детей с мутацией гена RAC1 и с отличающимися от нормы размерами мозга. У некоторых детей обнаружили эпилепсию и пороки сердца.

Доктор Том Миллер Манчестерского университета воспроизвел мутацию гена RAC1 на клетках мышей, чтобы увидеть, какие изменения в них происходят (см. иллюстрацию). Когда доктор Мария Куси и профессор Николай Кацанис из Университета Дьюка в Северной Каролине в генетических экспериментах обнаружили, что мутация гена RAC1 влияет на размеры мозга рыбки данио рерио, у исследователей не осталось сомнений в том, что они открыли новое заболевание.

Результаты исследования уже приняты к публикации в American Journal of Human Genetics

«Эволюция работала с тысячами генов на протяжении миллионов лет, для того чтобы сформировать мозг человека, который поразительно схож у миллиардов людей , — говорит доктор Банка. — Однако, иногда крошечное изменение только в одном гене из тысячи имеющихся, может вызвать последствия, расстраивающие игру сложного генетического оркестра».

Доктор Рейндерс отметил: “Примечательно, что эволюция едва ли изменила ген RAC1. Поэтому, наш с вами ген RAC1 почти не отличается от того же гена у круглых червей».

«Сохранение гена в исходном виде в течение эры свидетельствует о фундаментальной роли RAC1. Так что не удивительно, что совсем небольшие изменения в этом гене вызывают значительные поломки в нашем организме. Наши результаты открывают новые перспективы для изучения мозга. Мы предполагаем, что RAC1 играет важную роль и в развитии других генетических болезней», — рассказал профессор Хан Бруннер.

Авторы работы уверены, что это открытие приведет к выявлению большего числа пациентов с ранее не диагностированной RAC1 мутацией. В дальнейшем ученые планируют использовать полученные знания, чтобы разработать методы лечения этого заболевания.

Текст: Евгения Конченко

Ссылка на источник