Ген рака BRCA1, сохраняющий опухоли в груди и завязях в безвыходном положении путем производства протеинов, восстанавливающих поврежденную ДНК, может также отрегулировать мозговой размер. Мыши, несущие видоизмененную копию гена, имеют 10-кратный меньше нейронов и другие мозговые отклонения, новое исследование предлагает.
Такое сильное воздействие на мозговом размере и функции маловероятно в человеческих носителях мутаций BRCA1, авторах примечания исследования, но они делают предложение, результаты могли пролить свет на роль гена в мозговом развитии.Ученые знали в течение длительного времени, что ген BRCA1 является важным стражем против ущерба ДНК, который может привести яичниковый и рак молочной железы.
Больше чем половина женщин с видоизмененной копией гена BRCA1 заболеет раком молочной железы, статистическая величина, приведшая некоторых, кто несет мутацию для получения профилактических мастэктомий. Но его роли вне груди и завязей менее ясны, говорит Индер Верма, генетик и молекулярный биолог в Институте Salk Биологических исследований в Сан-Диего, Калифорния, кто возглавил новое исследование. Мыши, разведенные без BRCA1, умирают вскоре после рождения, таким образом, ясно, что ген необходим выдержать жизнь, но ученые только начинают распутывать ее много функций, говорит он.
Несколько лет назад один из студентов в лаборатории Вермы заметил, что BRCA1 очень активен в нейроэктодерме, щепке эмбриональной ткани, содержащей нервные исходные клетки, делящиеся и дифференцирующиеся в обширный ассортимент мозга типов клетки и структур. Verma и его коллеги задались вопросом, почему ген был выражен на таком высоком уровне в том регионе, и что произошло бы, если бы это было устранено.
Они создали напряжение мышей, у которых BRCA1 был выбит только в нервных исходных клетках. Как развитые мыши, бригада Вермы нашла, что мозги грызунов были только одной третью своего нормального размера с особенно поразительными сокращениями мозговых областей, вовлеченных в изучение и память. У выращенных мышей также была шаткая, пьяная походка — контрольный признак атаксии, неврологическое расстройство, влияющее на мускульный контроль и баланс, исследователи сообщают онлайн сегодня в Продолжениях Национальной академии наук.
Верма, член лаборатории Джеральд Пэо и коллеги намереваются определять, почему удаление BRCA1 вызвало такие проблемы. Несмотря на то, что нервные исходные клетки делились при нормальном темпе, необычно высокие числа клеток умерли вскоре после того, как они сформировались, они нашли. Исследователи также нашли, что протеины BRCA1 помогали помешать ДНК рушиться как разделенные клетки.
Без BRCA-наведенной репарации ДНК звонила молекула, киназа банкомата ощутила чрезмерные ДНК-разрывы и активизировала химический путь, уничтожающий поврежденные клетки. В результате у мышей с дефектными генами BRCA1, намного больше клеток было устранено, чем будет разрушено в нормальном мозговом развитии. Многие действительно остававшиеся в живых клетки были уродливы и неорганизованны, показав добавочные эффекты дефектной упаковки ДНК, говорит Верма.
Сотовый беспорядок подобен замеченному при раке, он говорит: Обе раковых клетки и клетки головного мозга не показывают “организованного поведения”.Verma быстр, чтобы указать что несмотря на то, что было два тематических исследования, в которых мутации BRCA1 были связаны с мозговыми отклонениями, сильное воздействие, задокументированное в мышей в исследовании, вряд ли произойдет в женщинах с мутацией BRCA1, у которых все еще есть некоторое функционирование BRCA1, по сравнению с мышами, у которых не было ни одного вообще.Верма говорит, что новые данные предполагают, что BRCA может иметь роль в развитии мозгового размера. Гены, вовлеченные в микроцефалию, условие, в котором у пациентов есть мозги примерно размер мозгов шимпанзе, непосредственно управляют уровнями выражения BRCA1, говорит он.
Джереми Пальверс, молекулярный биолог в Макс. Планке Институте Молекулярной Клеточной биологии и Генетики в Дрездене, Германия, лаборатория которой представила подобные результаты в более ранней газете, говорит, что новое исследование “представляет новые свидетельства, что BRCA1 … играет определенную роль в мозговом регулировании размера”. “Это – важная фундаментальная фундаментальная наука о том, как геном защищен в быстро распространяющихся клетках в мозгу”, добавляет Худа Зогби, нейробиолог в Медицинском колледже Бэйлора в Хьюстоне, Техас.