Исследователи, изучающие фермент в личинках плодовой мухи, обнаружили, что он играет важную роль в пробуждении стволовых клеток мозга из спящего состояния, позволяя им размножаться и генерировать новые нейроны. Опубликованное в журнале EMBO Reports исследование, проведенное Медицинской школой Duke-NUS в Сингапуре, может помочь прояснить, как возникают некоторые расстройства нервного развития, такие как аутизм и микроцефалия.
Pr-set7 – это фермент, участвующий в поддержании стабильности генома, репарации ДНК и регуляции клеточного цикла, а также включении и выключении различных генов. Этот белок, имеющий несколько разных названий, практически не изменился по мере развития видов. Профессор Ван Хунъянь, профессор и заместитель директора программы Duke-NUS по неврологии и поведенческим расстройствам, и ее коллеги решили изучить функцию белка в процессе развития мозга.
"Генетические варианты человеческой версии Pr-set7 связаны с нарушениями развития нервной системы с типичными симптомами, включая умственную отсталость, судороги и задержку развития," объяснил профессор Ван. "Наше исследование является первым, показывающим, что Pr-set7 способствует реактивации нервных стволовых клеток и, следовательно, играет важную роль в развитии мозга."
Нервные стволовые клетки обычно колеблются между состояниями покоя и пролиферации. Поддержание равновесия между ними очень важно. Большинство нервных стволовых клеток в мозге взрослых млекопитающих находятся в состоянии покоя. Они реактивируются, чтобы генерировать новые нейроны в ответ на раздражители, такие как травмы, присутствие питательных веществ или упражнения. Однако нервные стволовые клетки постепенно теряют способность к размножению с возрастом и в ответ на стресс и тревогу.
Профессор Ван и ее коллеги изучали, что происходит, когда ген, кодирующий Pr-set7, отключается в мозге личинок плодовой мушки. Они обнаружили, что это вызывает задержку реактивации нервных стволовых клеток из состояния покоя. Чтобы реактивировать нервные стволовые клетки, Pr-set7 должен включить как минимум два гена: циклин-зависимую киназу 1 (cdk1) и привязанную к земле 1 (Ebd1). Ученые обнаружили, что сверхэкспрессия белков, кодируемых этими генами, приводит к реактивации нервных стволовых клеток, даже когда ген Pr-set7 был отключен. Эти результаты показывают, что Pr-set7 связывается с генами cdk1 и Ebd1, чтобы активировать сигнальный путь, который реактивирует нервные стволовые клетки из их состояния покоя.
"Поскольку Pr-set7 консервативен у разных видов, наши открытия могут способствовать пониманию роли его аналога у млекопитающих в пролиферации нервных стволовых клеток и связанных с ней расстройствах нервного развития," сказал профессор Ван.
Профессор Патрик Кейси, старший заместитель декана по исследованиям Duke-NUS, сказал:, "Благодаря этому последнему исследованию фундаментальные исследования профессора Вана в области нейробиологии позволили получить ценную информацию о нескольких расстройствах нервного развития; идеи, которые могут улучшить то, как мы заботимся о людях с такими расстройствами."
В настоящее время ученые экстраполируют результаты этого исследования, чтобы понять роль форм Pr-set7 у млекопитающих и человека, называемых SETD8 и KMT5A соответственно, в развитии мозга.