Een klein stukje genetische code heeft een aanzienlijke invloed op de verbindingen tussen hersencellen, wat inzichten biedt in neurologische aandoeningen en de ontwikkeling van de hersenen.
Onderzoekers van het Institute for Basic Science (IBS) hebben ontdekt dat een klein segment van de genetische code een cruciale rol speelt in de manier waarop hersencellen verbinding maken en communiceren. Deze bevinding zou de oorsprong van verschillende neurologische en psychiatrische aandoeningen kunnen verklaren, waardoor ons begrip van de bedrading van de hersenen wordt verdiept.
De studie, geleid door directeur Kim Eunjoon van IBS, richtte zich op het PTPδ-eiwit, essentieel voor de vorming van synapsen, de verbindingen die hersencellen in staat stellen signalen door te geven. Hoewel PTPδ in verband is gebracht met aandoeningen zoals autismespectrumstoornis (ASS) en ADHD, onderzochten de onderzoekers een klein segment genaamd mini-exon B.
Mini-exon B, slechts vier aminozuren lang, wordt gecreëerd door alternatieve splicing, waarbij cellen genetische fragmenten in- of uitsluiten om de eiwitstructuur en -functie te veranderen. Genetisch gemanipuleerde muizen zonder mini-exon B hadden een lage overlevingskans, wat het belang ervan in de vroege hersenontwikkeling benadrukt.
Muizen met één kopie van het veranderde gen overleefden, maar vertoonden angstachtig gedrag en verminderde beweging. Hersenopnamen onthulden een onbalans in synaptische activiteit, een kenmerk van neuro-ontwikkelings- en psychiatrische aandoeningen. De onderzoekers ontdekten dat mini-exon B noodzakelijk is voor PTPδ om te interageren met een ander eiwit genaamd IL1RAP, waardoor een cruciaal pad voor het vormen van exciterende synapsen wordt verstoord.
Directeur Eunjoon verklaarde: "Deze studie illustreert hoe zelfs het kleinste genetische element de balans van neurale circuits kan verstoren." Deze ontdekking benadrukt het belang van het bestuderen van niet alleen genen zelf, maar ook de kleine variaties in de manier waarop ze zijn samengesteld.
Dit onderzoek is relevant gezien het groeiende bewijs dat verstoringen in microexon-splicing ten grondslag kunnen liggen aan neuropsychiatrische aandoeningen. Deze inzichten kunnen de ontwikkeling van therapieën informeren die zich richten op splicingregulatie of het herstellen van de normale synaptische balans bij getroffen individuen, wat hoop biedt voor de behandeling van hersenaandoeningen.