Influenza maggiore di un singolo gene nelle deformità cerebrali
I risultati mostrano come un gene sia responsabile della regolazione della produzione di neuroni corticali, mantenendo il viaggio di questi neuroni verso siti critici all'interno del cervello, sviluppando il distinto ripiegamento del tessuto cerebrale umano nella corteccia e persino delegando le dimensioni del cervello stesso.
“Dal punto di vista meccanico, sappiamo poco su come si sviluppa la corteccia cerebrale umana e sui geni coinvolti in questo processo. Gli approcci genetici molecolari all'avanguardia ora ci consentono di sezionare questo complesso processo. Comprendere la normale funzione di molecole come WDR62 ci consentirà di fare un passo avanti verso la risoluzione di questo incredibile puzzle ", ha affermato Murat Gunel, autore senior dell'articolo e professore tedesco di Neurochirurgia, Genetica e Neurobiologia a Yale Nixdorff.
Durante una partnership a lungo termine tra Gunel e scienziati turchi, il team di Yale ha osservato attentamente due cugini turchi nati con cortecce cerebrali particolarmente sottosviluppate che causano cervelli notevolmente più piccoli della media.
I ricercatori hanno scoperto che entrambi i cugini mostravano segni di anomalie nel movimento dei neuroni corticali verso le loro normali destinazioni, nonché difetti nelle solite pieghe della corteccia. In precedenza si pensava che queste deformità fossero problemi completamente separati, ma trovare queste somiglianze in due soggetti correlati ha suggerito che potrebbe esserci un'unica causa sottostante, hanno osservato i ricercatori.
Per testare ulteriormente questa teoria, gli scienziati hanno utilizzato il sequenziamento dell'intero esoma, una tecnologia creata a Yale che consente il sequenziamento rapido e relativamente economico di tutti i geni codificanti proteine nel genoma umano. I ricercatori hanno quindi individuato mutazioni in entrambe le copie del gene che codifica per la proteina WDR62.
Quando i ricercatori hanno sequenziato questo stesso gene in altri pazienti con deformità nello sviluppo corticale cerebrale, sono stati in grado di identificare sei famiglie aggiuntive con mutazioni in entrambe le copie di WDR62.
"Poiché i pazienti con mutazioni in questo gene erano solo una frazione della coorte totale, questo gene sarebbe stato molto difficile da mappare e identificare utilizzando approcci genetici tradizionali", ha affermato Richard Lifton, Sterling Professor e Chair of Genetics a Yale, il cui laboratorio ha sviluppato il sequenziamento dell'esoma e le tecniche di analisi utilizzate in questo studio.
I risultati offrono intuizioni sorprendenti sui molti ruoli che un singolo gene può svolgere nello sviluppo del cervello, hanno osservato gli scienziati.
"Lo studio dei disturbi del cervello umano sta subendo una rivoluzione a seguito delle nuove tecnologie di sequenziamento", ha affermato Matthew W. State, professore associato di psichiatria infantile, psichiatria e genetica di Donald J. Cohen, che ha progettato lo studio insieme a Gunel e Lifton. "Gli approcci utilizzati in questo studio promettono di svelare molti dei misteri riguardanti la genetica dei disturbi dello sviluppo che vanno dalle malformazioni corticali all'autismo al ritardo mentale", ha aggiunto.
Ali Ozturk e Kaya Bilguvar di Yale sono i primi autori dello studio. Diversi altri ricercatori di Yale hanno contribuito allo studio, così come diversi medici e scienziati turchi. Il finanziamento principale per lo studio è stato fornito da una sovvenzione di stimolo dal National Institutes of Health, National Institute for Neurological Disorders and Stroke.
"La collaborazione in corso con i nostri colleghi turchi insieme allo sviluppo tecnologico a Yale combinato con il finanziamento tempestivo NIH ci ha permesso di raggiungere questi risultati", ha detto Gunel. "Non sarebbe stato possibile senza il finanziamento dello stimolo", ha detto, aggiungendo anche che ulteriori finanziamenti sono stati forniti dall'Howard Hughes Medical Institute e dalla Yale University.
Fonte: Yale University
