Para saintis telah menemui protein utama yang bertanggungjawab untuk asimetri otak
Ulasan terakhir: 14.06.2024
Semua kandungan iLive disemak secara perubatan atau fakta diperiksa untuk memastikan ketepatan faktual sebanyak mungkin.
Kami mempunyai garis panduan sumber yang ketat dan hanya memautkan ke tapak media yang bereputasi, institusi penyelidikan akademik dan, apabila mungkin, dikaji semula kajian secara medis. Perhatikan bahawa nombor dalam kurungan ([1], [2], dan lain-lain) boleh diklik pautan ke kajian ini.
Jika anda merasakan bahawa mana-mana kandungan kami tidak tepat, ketinggalan zaman, atau tidak dipersoalkan, sila pilih dan tekan Ctrl + Enter.
Mekanisme genetik yang mendasari perbezaan unik kiri-kanan otak kini lebih difahami melalui penyelidikan baharu, membuka jalan kepada pemahaman yang lebih baik tentang gangguan manusia yang berkaitan dengan asimetri otak.
Protein yang dipanggil Cachd1 memainkan peranan penting dalam mewujudkan struktur dan fungsi saraf yang berbeza bagi setiap sisi otak, penyelidik dari UCL, Institut Wellcome Sanger, Universiti Oxford dan rakan usaha sama lain telah menemui. Kajian itu diterbitkan dalam Sains.
Dengan menjalankan eksperimen genetik ke atas ikan zebra, penyelidik mendapati bahawa apabila mutasi Cachd1 berlaku, bahagian kanan otak kehilangan perkembangan normal asimetri dan menjadi imej cermin bahagian kiri. Gangguan ini menyebabkan sambungan saraf tidak normal yang menjejaskan fungsi otak.
Penemuan ini memberi penerangan tentang mekanisme genetik yang mendasari asimetri otak, fenomena yang diperhatikan dalam banyak spesies haiwan, termasuk manusia. Memahami proses ini boleh membawa kepada pemahaman yang lebih baik tentang gangguan manusia yang menyebabkan asimetri otak terganggu, seperti skizofrenia, penyakit Alzheimer dan gangguan spektrum autisme.
Walaupun anatomi cerminnya, hemisfera kiri dan kanan otak manusia mempunyai perbezaan fungsi yang mempengaruhi sambungan saraf dan proses kognitif seperti bahasa. Bagaimana perbezaan kiri-kanan dalam litar saraf ini timbul masih kurang difahami.
Menggunakan ikan zebra—organisma model yang terkenal untuk mengkaji perkembangan otak berkat embrio lutsinar mereka—para penyelidik berusaha untuk mengkaji cara Cachd1 mungkin mempengaruhi asimetri otak.
Pasukan mendapati bahawa apabila Cachd1 bermutasi, kawasan otak yang dipanggil habenula kehilangan perbezaan kiri-kanan yang normal. Neuron di sebelah kanan menjadi serupa dengan neuron di sebelah kiri, mengganggu sambungan saraf dalam habenula dan berpotensi menjejaskan fungsinya.
Penghancuran cachd1 menggunakan morpholinos menghasilkan simetri dua hala. (A-B) Pandangan dorsal pada 4 hari selepas persenyawaan jenis liar yang tidak disuntik dan larva yang disuntik morpholino cachd1 selepas penghibridan in situ pemasangan keseluruhan menggunakan riboprobes antisense terhadap penanda habenula dorsal asimetrik kctd12.1. (C) RT-PCR Semikuantitatif untuk transkrip cachd1. Sumber: Sains (2024). DOI: 10.1126/science.ade6970
Eksperimen pengikatan protein telah menunjukkan bahawa Cachd1 mengikat kepada dua reseptor yang membolehkan sel berkomunikasi melalui laluan isyarat Wnt, salah satu laluan komunikasi sel yang paling dikaji secara intensif yang memainkan peranan penting dalam perkembangan awal, pembentukan sel stem dan banyak penyakit.
Selain itu, pengaruh Cachd1 nampaknya khusus untuk bahagian kanan otak, mencadangkan kehadiran faktor penghalang yang tidak diketahui yang mengehadkan aktivitinya di sebelah kiri. Walaupun butiran penuh masih belum dijelaskan, bukti menunjukkan bahawa Cachd1 memainkan peranan penting dalam mewujudkan perbezaan antara bahagian kiri dan kanan otak yang sedang berkembang dengan mengawal selia komunikasi selular khususnya di sebelah kanan.
Kajian akan datang akan mengkaji sama ada Cachd1 mempunyai fungsi penting lain yang dikaitkan dengan laluan Wnt.
“Ini adalah projek kolaboratif tinggi yang mendapat manfaat besar daripada pendekatan antara disiplin—genetik, biokimia dan biologi struktur disatukan untuk lebih memahami penubuhan asimetri kiri-kanan dalam otak, serta mengenal pasti komponen baharu laluan isyarat penting dengan pelbagai peranan dalam kesihatan dan penyakit,” kata Dr Gareth Powell, pengarang bersama kajian itu, bekas pelajar kedoktoran di Wellcome Sanger Institute dan kini ahli Jabatan Biologi Sel dan Perkembangan UCL.
“Saya gembira melihat penerbitan penyelidikan yang sangat kolaboratif ini, yang menghimpunkan ramai orang berbakat dengan minat dan kemahiran saintifik yang berbeza daripada institusi yang berbeza. Bersama-sama, pasukan itu telah membolehkan kami membuat penemuan baharu yang menarik dalam kedua-dua laluan isyarat Wnt dan perkembangan asimetri otak,” kata Profesor Steve Wilson, pengarang kanan kajian dari Jabatan Biologi Sel dan Perkembangan UCL.