70-dən çox gen autizm spektri pozğunluğu (ASD) ilə əlaqələndirilmişdir, bu inkişaf vəziyyətində beyindəki fərqlər dil, sosial ünsiyyət, hiperaktivlik və təkrarlanan hərəkətlərlə bağlı problemlər də daxil olmaqla, bir çox dəyişdirilmiş davranışlara səbəb olur. Elm adamları bu spesifik assosiasiyaları genlərə görə, neyronlara görə neyronları ayırmağa çalışırlar.

Belə genlərdən biri də Astrotactin 2-dir (ASTN2). 2018-ci ildə Rokfeller Universitetinin İnkişaf Neyrobiologiyası Laboratoriyasının tədqiqatçıları, gen tərəfindən istehsal olunan zülaldakı qüsurların neyroinkişaf pozğunluğu olan uşaqlarda beyincikdəki dövranı necə pozduğunu kəşf etdilər.

İndi eyni laboratoriya aşkar etdi ki, genin tamamilə yox edilməsi autizmin bir neçə əlamətdar davranışına gətirib çıxarır. PNAS -da yeni bir məqalədə təsvir etdikləri kimi , ASTN2 olmayan siçanlar dörd əsas yolla vəhşi tipli yuva yoldaşlarından fərqli davranışlar göstərdilər: daha az səsləndi və sosiallaşdılar, lakin davranışlarında daha hiperaktiv və təkrarlayıcı idilər.

Məqalənin ilk müəllifi Michalina Hanzel deyir: “Bütün bu xüsusiyyətlərin ASD olan insanlarda paralelləri var”. “Bu davranışlarla yanaşı, beyincikdə struktur və fizioloji dəyişikliklər də tapdıq.”

“Bu, nevrologiya sahəsində böyük bir tapıntıdır” dedi laboratoriya rəhbəri Mary E. Hatten, işi onilliklər ərzində bu beyin bölgəsinə yönəldib. “Bu, eyni zamanda, beyinciklərin motor funksiyalarından tamamilə müstəqil olan idrak funksiyalarına sahib olması ilə bağlı ortaya çıxan hekayəni vurğulayır.”

Gözlənilməz rol

2010-cu ildə Hattenin laboratoriyası aşkar etdi ki, ASTN2 geni tərəfindən istehsal olunan zülallar beyinciklərin inkişafı zamanı miqrasiya edən və onun strukturunu formalaşdıran neyronları istiqamətləndirməyə kömək edir. 2018-ci ildə apardıqları araşdırmada, üç uşağın həm neyroinkişaf pozğunluğu, həm də ASTN2 mutasiyaları olan bir ailəni araşdırdılar. Onlar müəyyən ediblər ki, inkişaf etmiş beyində zülallar oxşar rəhbər rola malikdirlər: onlar yeni reseptorların fırlanması üçün yer açmaq üçün reseptorları sinir səthindən çıxararaq neyronlar arasında kimyəvi söhbəti davam etdirirlər.

Mutasyona uğramış gendə zülallar fəaliyyət göstərə bilmir və reseptorlar yığılır, nəticədə neyron əlaqələri və əlaqəni maneə törədən tıxac yaranır. Bu təsir uşaqların əqli qüsurları, dil gecikmələri, DEHB və autizm kimi xəstəliklərdə müşahidə oluna bilər.

Tapıntı beynin ən qədim kortikal quruluşu olan serebellumun təkcə motor nəzarəti üçün deyil, həm də dil, idrak və sosial davranış üçün vacib olduğuna dair artan sübutlar toplusunun bir hissəsi idi .

Hazırkı araşdırma üçün Hanzel ASTN2 geninin tam olmamasının serebellar quruluşa və davranışa hansı təsirləri göstərə biləcəyini görmək istədi. Tədqiqatın həmmüəllifləri, Hatten laboratoriyasında keçmiş postdok Zachi Horn və Weill Cornell Medicine-dən Shiaoching Gong-un köməyi ilə Hanzel iki il ərzində ASTN2 olmayan nokaut siçanı yaratdı və sonra hər ikisinin beynini və fəaliyyətini tədqiq etdi. körpə və yetkin siçanlar.

Davranış paralelləri

Nokaut siçanlar vəhşi tipli yuva yoldaşları ilə necə müqayisə etdiklərini görmək üçün bir neçə qeyri-invaziv davranış təcrübələrində iştirak etdilər. Nokaut siçanlar hamısında fərqli xüsusiyyətlər göstərdi.

Bir araşdırmada, tədqiqatçılar körpə siçanları qısa müddətə təcrid etdilər, sonra ultrasəs səslərindən istifadə edərək analarını nə qədər tez-tez çağırdıqlarını ölçdülər. Bu səslər siçanın sosial davranışının və ünsiyyətinin əsas hissəsidir və onlar tədqiqatçıların insan dil bacarıqları ilə paralelləri qiymətləndirmək üçün ən yaxşı etibarnamələrindən biridir.

Vəhşi tipli balalar mürəkkəb, səsi dəyişdirən səslərdən istifadə edərək analarını tez çağırırdılar, nokaut balalar isə məhdud səs diapazonunda daha az, daha qısa zənglər verirdilər.

Hanzel deyir ki, oxşar ünsiyyət problemləri ASD olan insanlarda yaygındır. “Bu, ən çox izah edən xüsusiyyətlərdən biridir, lakin bir spektrdə mövcuddur” deyir. “Bəzi autizmli insanlar metaforanı başa düşmür, bəziləri isə eşitdikləri dildə əks-səda verir, bəziləri isə ümumiyyətlə danışmır.”

Başqa bir təcrübədə tədqiqatçılar ASTN2 siçanlarının həm tanış, həm də tanış olmayan siçanlarla necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu sınaqdan keçirdilər. Onlar tanımadığı bir siçanla ünsiyyət qurmağı üstün tutdular. Bunun əksinə olaraq, vəhşi tipli siçanlar həmişə yeni üzün sosial yeniliyini seçirlər.

Hanzel əlavə edir ki, bunun da insanın ASD davranışında, tanımadığı mühitlərə və insanlara qarşı istəksizliklə paralellikləri var. “Bu, çox mühüm nəticədir, çünki nokaut mutasiyası olan siçanların sosial yeniliyi sevmədiyini və tanıdıqları siçanlarla vaxt keçirməyə üstünlük verdiyini göstərir ki, bu da ASD olan insanlara uyğundur, yeni sosial əlaqələri tanış olanlardan daha az bəyənir. “

Üçüncü eksperimentdə hər iki siçan növünə bir saat ərzində açıq məkanı araşdırmaq hüququ verildi. ASTN2 siçanları digər siçanlara nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə daha uzun məsafə qət edib və yerində dövrə vurmaq kimi təkrarlanan davranışlarla 40% daha çox məşğul olublar. Həm hiperaktivlik, həm də təkrarlanan davranışlar ASD-nin tanınmış əlamətləridir.

Beyin bölgələri arasında yanlış əlaqə

Onlar ASTN2 siçanlarının beyinlərini təhlil edərkən, beyincikdə bir neçə kiçik, lakin zahirən güclü struktur və fizioloji dəyişikliklər aşkar ediblər. Bunlardan biri, Purkinje hüceyrələri adlanan böyük neyronların sinir siqnalları göndərən sinapslarla təzahür edən strukturların daha yüksək sıxlığına malik dendritik tikələrə malik olması idi. Lakin onlar bu dəyişikliyi yalnız serebellumun fərqli sahələrində aşkar etdilər. Hanzel deyir: “Məsələn, biz ən böyük fərqi təkrarlanan və elastik olmayan davranışların idarə olunduğu posterior vermis bölgəsində tapdıq”.

Alimlər həmçinin filopodiya kimi tanınan yetişməmiş dendritik onurğaların sayında və hüceyrə miqrasiyasına kömək edən Bergmann glial liflərinin həcmində azalma tapdılar .

“Fərqlər olduqca incədir, lakin siçanların davranışlarına açıq şəkildə təsir edir” dedi Hatten. “Dəyişikliklər, ehtimal ki, beyincik və beynin qalan hissəsi arasındakı əlaqəni dəyişdirir.”

Gələcəkdə, tədqiqatçılar yarım düzən ildir kök hüceyrələrdən inkişaf etdirdikləri insan serebellar hüceyrələrini, həmçinin 2018-ci ildə ailə tərəfindən bağışlanan ASTN2 mutasiyaları olan hüceyrələri öyrənməyi planlaşdırırlar.

“İnsan hüceyrələrində siçanlarda tapdıqlarımızla paralel fərqlər tapa bildiyimizi görmək istərdik” dedi Hatten.

O, davam edir, “Biz həmçinin autizmlə əlaqəli olan digər genlərin ətraflı biologiyasına baxmaq istəyirik . Onlarla var, lakin onları birləşdirən razılaşdırılmış ortaqlıq yoxdur. Biz çox həyəcanlıyıq. ASTN2-nin nə etdiyini təfərrüatlı şəkildə göstərə bilir, lakin araşdırmaq üçün daha çox gen var.”

Daha çox məlumat: Michalina Hanzel və digərləri, Astn2 olmayan siçanlar ASD kimi davranışlara və dəyişdirilmiş serebellar dövrə xüsusiyyətlərinə malikdir, Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2024). DOI: 10.1073/pnas.2405901121

Jurnal məlumatı: Milli Elmlər Akademiyasının Materialları Rokfeller Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir