"Du skal fuldt ud forstå mutationen for at forstå, hvordan du løser det, "sagde Kristen Brennand, Ph.d., Lektor i genetik og genomisk videnskab, Neurovidenskab, og psykiatri ved Icahn School of Medicine på Mount Sinai, og sammen med Gang Fang, Ph.d., Lektor i genetik og genomisk videnskab, en af undersøgelsens hovedforfattere. De to forskere "har samarbejdet i syv år om flere projekter, der kombinerer vores komplementære ekspertise inden for biologi og informatik, "sagde Dr. Fang.
Samarbejdet stammer fra Dr. Brennands interesse for funktionen af genet neurexin-1, eller NRXN1, i psykiatriske lidelser og Dr. Fangs teknologiske ekspertise i brugen af sofistikerede teknikker til analyse af forskellige former for individuelle gener. Meget af arbejdet blev ledet af Shijia Zhu, Ph.d., tidligere postdoktor i Dr. Fangs laboratorium, og Erin Flaherty, Ph.d., en tidligere kandidatstuderende i Dr. Brennands laboratorium.
Patienter med skizofreni, autisme, og bipolar lidelse undertiden bære mutationer i NRXN1. Indtil nu, NRXN1 "var stort set kun undersøgt hos mus. Og, fra musestudier, vi ved, at der er over 300 splejsede isoformer, "sagde Dr. Brennand." Det betyder, at dette ene gen laver 300 forskellige proteiner i musen. "
Teamet satte sig for at forstå, hvordan NRXN1 fungerer i typiske menneskelige neuroner, og hvordan forskellige mutationer kan påvirke mobilfunktionen.
Dr. Brennand og hendes team startede med hudprøver fra flere patienter på Mount Sinai Hospital, som havde psykiske diagnoser og havde muterede former af genet. De brugte disse prøver, samt prøver fra deltagere uden disse diagnoser, at dyrke menneskelige inducerede pluripotente stamceller (hiPSC'er)-celler med evnen til at vokse ind i en hvilken som helst celle i kroppen.
Cellerne blev derefter induceret til at vokse til neuroner. I cellerne, der kom fra patienter med mutationer i NRXN1, forskerne bemærkede forskelle i neuronernes form og elektriske aktivitet samt de hastigheder, hvormed de modnede.
Men det var ikke alt. Alle mennesker har to kopier af genet. Hvis der er en mutation, det er normalt kun i en af disse kopier. Det normale, umuteret gen producerer stadig det sunde protein, men den muterede kopi kan ikke producere noget protein, hvilket betyder, at individet producerer mindre af proteinet, end det er nødvendigt for normal funktion. Forskerne regnede med, at introduktion af mere af det sunde protein ville redde neuronerne, men det var ikke altid tilfældet.
Nogle af mutationerne får den anden kopi af genet til at producere en separat, muteret version af proteinet. Forskerne fandt ud af, at disse muterede proteiner kan forstyrre virkningen af det sunde protein. Teamet fandt ud af, at selv celler, der kunne producere nok af det sunde protein, som de normalt skulle have fungeret normalt, ville lide, hvis de også blev udsat for en mutant form af proteinet-og forskellige mutationer førte til forskellige problemer.
Funktionelt, disse mutante proteiner synes at have en dominerende negativ effekt. Overekspression af et enkelt mutantprotein i raske neuroner er nok til at få dem til at fyre uregelmæssigt. "
Dr. Kristen Brennand, Lektor, Icahn School of Medicine på Mount Sinai
Undersøgelsen var lille, og de genvarianter, teamet undersøgte, er sjældne. I fremtiden vil det være vigtigt at drille præcis ud, hvordan varianterne påvirker funktionen:fører udviklingsforstyrrelser til senere forskelle i aktivitet eller omvendt? Men både Dr. Brennand og Dr. Fang understregede, at det overordnede budskab er afgørende for alle, der håber at bruge genetik til at personliggøre medicin.
”Jeg gik virkelig naivt ind i det her, tænker på, at alle patienter med deletioner i dette gen sandsynligvis ville vise den samme effekt, "sagde hun." Det, vi lærte, er, at hvis du vil bevæge dig mod præcisionsmedicin, det er ikke kun vigtigt, hvilke gener der påvirkes, men hvordan de også muteres. "
Perfectus Biomed udstiller på IPS -konference i Liverpool
Lungemikrobiom forudsiger sværhedsgraden af COVID-19 sygdom
Rotavirus spiller en rolle i udviklingen af type 1 -diabetes
En vegansk kost kan øge tarmmikrober, der hjælper med vægttab
Kræftkemikalie fra almindelig tarmmikro
Forskning siger i SARS-CoV-2 hundeinfektion,
Strategisering af pædiatrisk sundhedsberedskab til den anden bølge af COVID-19-pandemien
Selvom COVID-19-pandemien hidtil har haft en relativt lav indvirkning på den pædiatriske befolkning, man frygter, at den anden bølge, som allerede er i gang i mange dele af verden, kan tage sin vej af
Plantebaseret kost kan helbrede din leddegigt
Ifølge den seneste anmeldelse, vedtagelse af en plantebaseret kost kunne godt lindre de hævede led og smerter ved leddegigt (RA). RA har autoimmun oprindelse, en smertefuld ledforstyrrelse forårsage
Forskning ser på aerobiomer,
træer og konsekvenser for folkesundheden Miljømikroorganismer spiller en væsentlig rolle for menneskers sundhed - de forskellige konsortier, des bedre. Mangfoldighed i mikroorganismerne hjælper immuns