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Los ratones proporcionan la penetración en la genética de los desordenes del espectro del autismo
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Mientras que las causas definitivas siguen siendo confusas, varios factores genéticos y ambientales aumentan la probabilidad del desorden del espectro del autismo, o ASD, un grupo de condiciones que cubren un “espectro” de síntomas, las habilidades y los niveles de incapacidad.
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Aprovechándose de avances en tecnologías genéticas, los investigadores llevados por Alex Nord, profesor adjunto de la neurobiología, de la fisiología y del comportamiento con el centro para la neurología en la Universidad de California, Davis, están ganando una mejor comprensión del papel desempeñado por un gen específico implicado en autismo. El trabajo colaborativo aparece 26 de junio en la neurología de la naturaleza del diario.
“Por años, las blancos del descubrimiento de la droga y el tratamiento se han basado en una caja negra desconocida de qué está sucediendo en el cerebro,” dijo a Nord. “Ahora, usando los acercamientos genéticos para estudiar el impacto de las mutaciones específicas encontradas en casos, estamos intentando construir un modelo cohesivo que ligue el control genético del desarrollo del cerebro a comportamiento y a la función del cerebro.”
Los estudios de laboratorio de Nord cómo el genoma codifica el desarrollo y la función del cerebro, con un interés particular en la comprensión la base genética de desordenes neurológicos.
Modelos del cerebro del ratón
Hay no causa genética específica sabida para la mayoría de los casos del autismo, pero muchos diversos genes se han ligado al desorden. En casos raros, específicos de la gente con ASD, una copia de un gen llamado CHD8 se transforma y pierde la función. El gen CHD8 codifica una proteína responsable de empaquetar la DNA en células en el cuerpo. Empaquetado de los controles de la DNA cómo los genes se dan vuelta por intervalos en células durante el desarrollo.
Porque los ratones y los seres humanos comparten por término medio el 85 por ciento de genes semejantemente cifrados, los ratones pueden ser utilizados como modelo para estudiar cómo las mutaciones genéticas afectan el desarrollo del cerebro. Cambios en cambios miméticos de la DNA del ratón en la DNA humana y viceversa. Además, los ratones exhiben los comportamientos que se pueden utilizar como modelos para la conducta humana de exploración.
El laboratorio de Nord en Uc Davis y sus colaboradores han estado trabajando para caracterizar cambios en el desarrollo del cerebro y el comportamiento de los ratones que llevaban una copia transformada de CHD8.
Las “pruebas del comportamiento con los ratones nos dan la información sobre sociabilidad, ansiedad y la cognición. De allí, podemos examinar cambios en el anatómico y nivel celular para encontrar vínculos a través de dimensiones,” dijo a Nord. “Esto es crítico a entender la biología de desordenes como autismo.”
Induciendo la mutación del gen CHD8 en ratones y estudiando su desarrollo del cerebro, Nord y su equipo han establecido que los ratones experimentan la debilitación cognoscitiva y han aumentado el volumen del cerebro. Ambas condiciones están también presentes en individuos con un gen transformado CHD8.
Nuevas implicaciones para temprano y desarrollo de por vida del cerebro
El análisis de datos de cerebros del ratón revela que los picos de la expresión génica CHD8 durante los primeros tiempos del desarrollo del cerebro. Las mutaciones en CHD8 llevan a la producción excesiva de dividir las células en el cerebro, así como megalencephaly, una condición agrandada del cerebro común en individuos con ASD. Estos hallazgos sugieren las causas de desarrollo del tamaño creciente del cerebro.
Más asombrosamente, Nord también descubrió que los cambios patológicos en la expresión génica en los cerebros de ratones con un CHD8 transformado continuaron con el curso de la vida de los ratones. Los genes implicados en procesos biológicos críticos como la función de la sinapsis fueron afectados por la mutación CHD8. Esto sugiere que CHD8 desempeñe un papel en la función del cerebro en vida y pueda afectar más que temprano al desarrollo del cerebro en individuos autísticos.
Mientras que los centros de la investigación de Nord en condiciones severas de ASD, las lecciones aprendidas pueden ayudar eventual a explicar muchos casos a lo largo del espectro del autismo.
Colaboración para mejorar la comprensión
El trabajo de Nord tiende un puente sobre disciplinas y ha incorporado a colaboradores diversos. El modelo genético del ratón fue desarrollado en Lawrence Berkeley National Laboratory usando CRISPR que corregía tecnología, y los co-autores Jacqueline Crawley y Jill Silverman del instituto de la MENTE de Uc Davis evaluaron comportamiento del ratón para caracterizar interacciones sociales y debilitaciones cognoscitivas.
Nord también partnered con el co-autor Konstantinos Zarbalis del instituto para la medicina regenerador pediátrica en Uc Davis para examinar cambios en la proliferación de célula en los cerebros de ratones con la mutación CHD8, y con Jason Lerch del centro de la proyección de imagen del ratón en el hospital para los niños enfermos en Toronto, Canadá, para conducir proyección de imagen de resonancia magnética en cerebros del ratón.
“Es el acto de la colaboración que encuentro realmente la satisfacción,” Nord dijo. “La ciencia consigue mucho más interesante y potente cuando combinamos diversos acercamientos. Juntos éramos capaces de mostrar que esa mutación a CHD8 causa cambios al desarrollo del cerebro, que a su vez altera la anatomía, la función y el comportamiento del cerebro.”
En el futuro, Nord espera identificar cómo DNA de los paquetes CHD8 en células de los nervios y determinar los impactos específicos al desarrollo temprano del cerebro y a la función sináptica. Nord espera que la exploración profunda de las mutaciones CHD8 rinda en última instancia el mayor conocimiento de los factores generales que contribuyen a ASD y a la incapacidad intelectual.