對大腦發(fā)育障礙的新見解
兩年前,寨卡病毒引起人們對小頭畸形的注意,這是一種發(fā)育障礙,其中大腦和顱骨顯示抑制了生長。但還有其他原因?qū)е滦☆^畸形,如先天性遺傳病。關(guān)于大腦發(fā)育的問題仍然未知,但烏特勒支大學的研究人員與他們在瑞士的同事合作,現(xiàn)在已經(jīng)開始了解所涉及的分子。他們的研究結(jié)果將發(fā)表在Nature Cell Biology上。
“生物過程由我們細胞中的分子決定。我們只能通過放大這個分子世界來了解決定健康和疾病的因素并找到控制這些因素的藥物”,研究負責人Anna Akhmanova教授解釋道。
驚人的發(fā)現(xiàn)
研究人員開始研究蛋白質(zhì)ASPM。“我們知道小頭畸形的遺傳形式通常是由這種蛋白質(zhì)的缺陷引起的。但令人驚訝的發(fā)現(xiàn)是ASPM似乎與另一種叫做katanin的蛋白質(zhì)密切配合”,告訴Akhmanova。
健康發(fā)展的必要條件
似乎這種合作對于細胞分裂很重要,因此對于腦細胞的正常發(fā)育也很重要。“ASPM和katanin之間的相互作用是細胞分裂與神經(jīng)細胞特化之間適當平衡所必需的。當平衡在一個方向或另一個方向上搖擺過多時,產(chǎn)生的腦細胞就會太少”,Akhmanova補充道。
關(guān)鍵的平衡
對于發(fā)育腦細胞,這種平衡尤其重要,因為一旦它們成為神經(jīng)細胞,它們就無法分裂。如果新細胞過快地發(fā)育成神經(jīng)細胞,則不會形成足夠的細胞,并且大腦仍然很小。
關(guān)鍵位置
在細胞分裂過程中,必須在子細胞之間復制和分配DNA。稱為有絲分裂紡錘體的細胞結(jié)構(gòu)將含DNA結(jié)構(gòu)即染色體拉開。照片顯示了紡錘體中DNA(藍色)的顯微圖像。蛋白質(zhì)ASPM似乎在這個過程中起關(guān)鍵作用,因為它位于紡錘體的“極”(黃色)。
主軸位置
該研究表明ASPM如何在分子水平上發(fā)揮作用,以及它為何如此重要。與蛋白質(zhì)katanin合作,ASPM負責調(diào)節(jié)紡錘體的組織和定位。“這種定位有助于確定子細胞是如何發(fā)育的:它們會成為新細胞的復制品,還是會發(fā)育成神經(jīng)細胞”,Akhmanova解釋說。
更廣泛的見解
現(xiàn)在可以在分子水平上更好地理解蛋白質(zhì)ASPM的偏差導致小頭畸形的事實。然而,這項研究的結(jié)果提供了更廣泛的見解,這可能使解釋或找到該疾病的其他原因成為可能。
進化獨特
然而,Akhmanova對大腦發(fā)育的迷戀并不僅限于疾病。“即使是猿類,我們最近的親戚,其腦容量也比我們少得多。我們的大腦使我們成為現(xiàn)實。這意味著我們大腦的發(fā)育在進化上非常特殊。”
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