Эта картина основного характера Хрупких X была укреплена рядом исследований, сообщил в газете, названной «Хрупкий X Требований Белка Задержки умственного развития в Критическом периоде Иждивенца Деятельности Нервная Обработка Схемы», изданная 7 августа в журнале Current Biology.Исследование проводилось командой исследователей в Лаборатории Броуди в Университете Вандербилт – Кендала Броуди, профессора Стивенсона Нейробиологии, постдокторанта Калеба Долла и аспиранта Доминика Виты – кто использовал батарею современных методов, чтобы зарегистрировать эффекты, которые отсутствие критического белка, вызванного синдромом, названным Хрупким X Белков Задержки умственного развития (FMRP), имеет на развитие мозговой и нервной системы модели болезни Дрозофилы.(Дрозофила – вид дрозофилы, которую биологи изучали больше века, который служит ценной научной моделью для изучения развития, нейробиологии и человеческих генетических заболеваний, включая Хрупкий X.),«Наше исследование подтверждает, что Хрупкое X белков важно для очистки способности мозга обработать сенсорную информацию.
Мозги людей с синдромом выглядят совершенно нормальными. Они могут идти, говорить и жевать резину, просто не при пиковой производительности», сказал Броуди. «В настоящее время есть много инвестиций в нахождение, что наркотики рассматривают детей старшего возраста и взрослых с Хрупким-X, но эти усилия вряд ли будут эффективными.
Как наше исследование указывает, отсутствие FMRP во время этого критического периода развития вызывает значительные и длительные изменения в способе, которым телеграфирован мозг. Вместо этого мы должны сосредоточиться больше на улучшении и осуществлении методов для раннего обнаружения.
Много исследований показали, что детей с Хрупким X можно рассматривать эффективно с поведенческой терапией, если она начата, когда им 12 – 18 месяцев».В течение некоторого времени ученые знали, что Хрупкий X вызван мутацией в гене, названном Хрупким X Задержек умственного развития 1, найден на X хромосомах. Этот ген обычно делает FMRP, который играет ключевую роль в создании и поддержании связей между мозгом и периферийной нервной системой, особенно во время ранних стадий развития.
Хрупкий X синдромов появляются, когда мутация препятствует тому, чтобы ген делал необходимые объемы FMRP. Женщины, менее вероятно, заболеют синдромом, потому что они имеют два X хромосом и так обычно обладают резервным источником белка.
Мужчины имеют только один X хромосом и поэтому более восприимчивы к болезни.Много структурных дефектов, вызванных отсутствием белка, исчезают со временем, все же проблемы, которые они создают, сохраняются. «Проблема, которая изводила нас в течение многих десятилетий, состоит точно в том, когда Хрупкое, X белков требуются и точно что это делает», сказал Броуди. «Это присутствует в мозгу в относительно больших количествах во время раннего развития, но тогда его концентрация понижается существенно.
Много структурных дефектов, вызванных отсутствием белка, исчезают со временем, все же проблемы, которые они создают, сохраняются».Чтобы пролить новый свет на этот вопрос, исследователи сосредоточились на развитии схемы запаха мухи – нейроны, которые несут обонятельную информацию от ее антенны до центра памяти ее мозга – в течение первых нескольких дней после того, как это заштриховано. Это – «критический период», когда юный мозг точно настраивает свои синаптические связи в ответ на сенсорный вход, включая ароматы это испытывает.«У мух эта нервная модернизация происходит в днях», сказал Броуди. «У грызунов требуются недели, и в людях требуются годы».
При помощи мух, генетически измененных, чтобы вывести из строя ген FMRP, исследователи зарегистрировали в микроскопической детали влияние, которое отсутствие белка FMRP оказывает на способ, которым нейроны растут и связи, которые они формируют в центре изучения/памяти мозга в этот критический период модернизации. Они решили, что животные, испытывающие недостаток в FMRP, не могли изменить эти связи в ответ на изменения в их среде, в отличие от нормальных животных.
Нейроны проектирования формируют связи с нейронами памяти на синаптических перекрестках, которые напоминают маленькие лампочки, обманул подобным проводу аксонам. В мозгах Хрупких X мух значительно увеличены эти соединения. Однако они формируют меньше связей, чем нормальный и связи, которые действительно формируются, часто находятся в несоответствующих местоположениях.
После критических концов периода модернизации исчезают искажения в синаптических лампочках, но дефектное поведение остается.«Мы должны были вытащить все уловки в нашей сумке для инструментов, чтобы определить эти эффекты», сказал Броуди. «Мы можем сделать это у Дрозофилы, потому что каждый нейрон был определен, и мы можем управлять отдельными нервными клетками. Невозможно сделать это в людях. Одна клетка у дрозофилы эквивалентна миллионам клеток в человеке, таким образом, поведение отдельных клеток обычно теряется в шуме».
Понимание, которое биологи получают о функции FMRP, не ограничено просто Хрупким X. Белок – датчик деятельности, означая, что он добивается изменений нервного развития в прямом ответе на изменения в окружающей среде. Есть много других белков, функции которых можно ослабить подобным способом, и они вовлечены больше чем в 20 других болезней, включая болезнь Хантингтона. Таким образом, увеличенное понимание того, как FXS возникает, вероятно, улучшит понимание ученых этой всей семьи болезней.
Исследование было поддержано MH084989 гранта Национальных Институтов Здоровья.