Βρέθηκε γονίδιο-ρυθμιστής για τη λειτουργία του εγκεφάλου
Το γονίδιο Snf2h που είναι απαραίτητο για τη σωστή ανάπτυξη μιας υγιούς παρεγκεφαλίδας, ανακάλυψαν ερευνητές από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Οτάβα.
Η παρεγκεφαλίδα αποτελεί το κύριο κέντρο ελέγχου για την ισορροπία, την κινητικότητα και τις πολύπλοκες φυσικές κινήσεις και η αφαίρεση του συγκεκριμένου γονιδίου απ’ αυτήν την συρρικνώνει σε μέγεθος και θέτει σε κίνδυνο την ισορροπία και τις εκλεπτυσμένες κινήσεις.
Οι αθλητές και οι καλλιτέχνες που εκτελούν κινήσεις και επιτεύγματα ιδιαίτερων δεξιοτήτων στηρίζονται στην παρεγκεφαλίδα. Οπως επίσης, η παρεγκεφαλίδα είναι ζωτικής σημασίας για τις καθημερινές εργασίες και τις δραστηριότητες που πραγματοποιούμε, από το περπάτημα και το φαγητό, μέχρι την οδήγηση του αυτοκινήτου. Το γονίδιο Snf2h που ανακάλυψαν οι ερευνητές είναι ζωτικής σημασίας για την εύρυθμη λειτουργία της παρεγκεφαλίδας.
Οπως αναφέρουν οι ερευνητές στην έκθεσή τους, που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό έντυπο Nature Communications, το γονίδιο Snf2h, το οποίο βρίσκεται σε νευρικά βλαστικά κύτταρα του εγκεφάλου μας λειτουργεί ως κύριος ρυθμιστής. Οταν αφαιρέθηκε το συγκεκριμένο γονίδιο νωρίς στην ανάπτυξη ενός ποντικού, η παρεγκεφαλίδα του αυξήθηκε μόνο κατά το ένα τρίτο από το κανονικό μέγεθος. Ο ποντικός παρουσίασε δυσκολία στο περπάτημα, στην εξισορρόπηση και τον συντονισμό των κινήσεών του, κάτι που ονομάζεται παρεγκεφαλιδική αταξία και είναι ένα συστατικό πολλών νευροεκφυλιστικών ασθενειών.
«Καθώς αυτά τα βλαστικά κύτταρα της παρεγκεφαλίδας διαιρούνται για να ξεκινήσουν το ταξίδι τους, προκειμένου να γίνουν εξειδικευμένοι νευρώνες, αυτό το κύριο γονίδιο είναι υπεύθυνο για να αποφασίσει ποια γονίδια ενεργοποιούνται και ποια γονίδια θα πακεταριστούν για να απομακρυνθούν. Χωρίς το γονίδιο Snf2h που κρατάει τα πράγματα οργανωμένα, τα γονίδια που θα έπρεπε να απομακρυνθούν παραμένουν ενεργοποιημένα, ενώ άλλα που θα έπρεπε να είναι ενεργοποιημένα δεν έχουν ενεργοποιηθεί σωστά και όλο αυτό αποδιοργανώνει τον εσωτερικό πυρήνα με αποτέλεσμα οι νευρώνες ενός κυττάρου να μην αποδίδουν καλά. Είναι σα να τρέχει ένα αυτοκίνητο σε πέντε κυλίνδρους αντί για έξι», λέει ο δρ David Picketts, ανώτερος επιστήμονας στο Ινστιτούτο Ιατρικών Ερευνών του Νοσοκομείου της Οτάβα και καθηγητής στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Οτάβα.
Η παρεγκεφαλίδα περιέχει περίπου το ήμισυ των νευρώνων που βρίσκονται στον εγκέφαλο. Αναπτύσσεται, επίσης, ως απόκριση στα εξωτερικά ερεθίσματα. Ετσι, όταν πραγματοποιούμε διάφορες εργασίες, ορισμένα γονίδια ή ομάδες γονιδίων, ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται, πράγμα που ενισχύει αυτά τα κυκλώματα και βοηθά να σταθεροποιήσουν ή και να τελειοποιήσουν το έργο που έχει αναλάβει η παρεγκεφαλίδα. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το γονίδιο Snf2h ενορχηστρώνει αυτή την πολύπλοκη και εξελισσόμενη διαδικασία. Αυτά τα κύρια γονίδια, τα οποία προσαρμόζονται στα εξωτερικά ερεθίσματα για να ρυθμίσουν τα γονίδια που ανάβουν και σβήνουν, είναι γνωστοί ως επιγενετικοί ρυθμιστές.
«Αυτοί οι επιγενετικοί ρυθμιστές είναι γνωστό ότι επηρεάζουν τη μνήμη, τη συμπεριφορά και τη μάθηση. Χωρίς το γονίδιο Snf2h, δεν παράγονται αρκετοί νευρώνες παρεγκεφαλίδας και ακόμα κι αυτοί που παράγονται δεν ανταποκρίνονται ούτε προσαρμόζονται το ίδιο καλά στα εξωτερικά σήματα. Δείχνουν επίσης ένα προοδευτικά αποδιοργανωμένο προφίλ γονιδιακής έκφρασης που οδηγεί σε παρεγκεφαλιδική αταξία και πρόωρο θάνατο του ζώου», λέει ο δρ Picketts.
Δεν υπάρχουν μελέτες που να δείχνουν μια άμεση σχέση μεταξύ μεταλλάξεων του Snf2h και ασθενειών με παρεγκεφαλιδική αταξία, αλλά ο δρ Picketts πρόσθεσε ότι «είναι σίγουρα εφικτή και μια ενδιαφέρουσα προοπτική προς εξερεύνηση.
Το 2012, η ομάδα του δρα Picketts είχε δημοσιεύσει στο περιοδικό Developmental Cell ένα έγγραφο που έδειχνε πως τα ποντίκια που στερούνταν το αδερφό γονίδιο Snf2l ήταν απολύτως φυσιολογικά, αλλά είχαν μεγαλύτερο εγκέφαλο, περισσότερα κύτταρα σε όλους τους τομείς του εγκεφάλου και πιο ενεργά διαιρούμενα βλαστικά εγκεφαλικά κύτταρα. Η ισορροπία μεταξύ της δραστηριότητας των γονιδίων Snf2l και Snf2h είναι απαραίτητη για τον έλεγχο του μεγέθους του εγκεφάλου και για τη δημιουργία των κατάλληλων προφίλ της γονιδιακής έκφρασης που διέπουν τη λειτουργία των νευρώνων σε διάφορες περιοχές, συμπεριλαμβανομένης και της παρεγκεφαλίδας.