सुर्विकता के लिए हार्वर्ड स्टडी का पता चला है कि जेनेटिक टॉगल स्विच

Wikimedia Commons/Life Sciences Database
मिडब्रेन (लाल रंग में) उदर ग्रंथि क्षेत्र (वीटीए) की सीट है जो सुजनता के लिए एक आनुवांशिक 'टॉगल स्विच' रख सकता है।
स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स / लाइफ साइंसेस डाटाबेस

हार्वर्ड मेडिकल स्कूल के बेथ इज़राइल डेकनेस मेडिकल सेंटर (बीआईडीएमसी) के शोधकर्ताओं ने आनुवंशिक और न्यूरोनल सर्किट्री में नई अंतर्दृष्टि प्राप्त की है जो ऑटिज़्म स्पेक्ट्रम डिसार्डर (एएसडी) के विशिष्ट माउस मॉडल में बिगड़ा सुजूयता में योगदान दे सकता है।

जीवित चूहों में "रसायनज्ञ" उपकरण का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने पाया कि यूबीई 3 ए जीन में वृद्धि से "सीबीएलएन 1" नामक एक ग्लूटामेट-आधारित synapse आयोजक को रेखांकित किया जाता है, जो चूहों में सुजनता को रोकता है, और संभवतः मनुष्य मार्च 2017 के निष्कर्ष आज जर्नल प्रकृति में प्रकाशित किए गए थे।

बीआईडीएमसी में पैथोलॉजी और न्यूरोलॉजी विभाग और न्यूरोपैथोलॉजी के निदेशक मैथ्यू पी। एंडरसन की अगुआई वाली शोध टीम यूएनबीए 3 ए जटिलता तंत्रिका तंत्र के माध्यम से एक 'टॉगल स्विच' की तरह सुसंस्कृतता के तंत्रिकाय जीव नियंत्रण पर प्रभाव डालती है।

पिछले शोध में, एंडरसन की टीम ने यह दर्शाया था कि यूबीई 3 ए जीन की अतिरिक्त प्रतियों के साथ इंजीनियर चूहों में बिगड़ा सुजूयता प्रदर्शित हुई। विशेष रूप से, मानव में यूबीई 3 ए जीन की कमी "एंजेलमैन सिंड्रोम" (एएस) नामक एक दुर्लभ आनुवांशिक और स्नायविक विकार से जुड़ा हुआ है, जो कि विपुलक सुशीलता और अन्य लक्षणों की विशेषता है।

1 9 65 में, डॉ। हैरी एंजलमन ने सबसे पहले एंजेलमैन सिंड्रोम की पहचान की, जो स्वैच्छिक आंदोलनों (एनेटिक्स), हथियारों और पैरों के झटकेदार आंदोलनों का समन्वय करने में असमर्थता जैसे लक्षण पैदा करता है; साथ ही साथ बढ़ती सुजनता, एक आनन्ददायक स्वभाव, और हंसी या मुस्कुराहट के असुविधाजनक एपिसोड एंजेलमैन सिंड्रोम में मनाया जाने वाला ठीक-चलने वाला आंदोलन और शेष हानि व्यापक रूप से सेरेबेलम (लैटिन "लिटिल मस्तिष्क") में घाटे से जुड़ा हुआ माना जाता है।

मानव आत्मकेंद्रित में परिवर्तित यूबीई 3 ए जीन और अन्य जीन के बीच बातचीत का विश्लेषण और तुलना करने के बाद, शोधकर्ताओं ने पाया कि यूबीई 3 ए की बढ़ी हुई मात्रा में "सेरेबेलिन जीन" के रूप में जाना जाने वाले जीन के एक परिवार को दमन किया गया। ये जीन अन्य आत्मकेंद्रित जीनों से ग्लूटामाएटरजीक संक्रमण के रूप में जंक्शन जहां न्यूरॉन्स न्यूरोट्रांसमीटर ग्लूटामेट के माध्यम से संवाद करते हैं।

एंडरसन एट अल विशेष रूप से Cerebellin 1 (CBLN1) पर ध्यान केंद्रित करने के लिए, यूबीई 3 ए के प्रभावों के संभावित मध्यस्थ के रूप में जब उन्होंने ग्लूटामेट न्यूरॉन्स में सीबीएलएन 1 को हटा दिया, तो उन्होंने यूबीई 3 ए की बढ़ोतरी के द्वारा निर्मित एक ही बिगड़ा सुजूयता का निर्माण किया।

अन्य अध्ययनों से पता चला है कि सेरिबैलम में synapse गठन के दौरान सीएनएलएन 1 synapse अखंडता और synaptic plasticity के लिए आवश्यक है। सेरिबैलम में समानांतर तंतुओं के निर्माण और रखरखाव के लिए सीबीएलएन 1 भी आवश्यक है और पुर्किंज सेल में संक्रमण होता है। बीआईडीएमसी के एक बयान में, एंडरसन ने कहा:

"सैकड़ों अन्य संभावित लक्ष्यों में सेरेबेलिन 1 का चयन विश्वास की छलांग के कुछ था। जब हमने जीन को हटा दिया और सामाजिक घाटे का पुनर्निर्माण करने में सक्षम थे, तो यही क्षण था कि हमें एहसास हुआ कि हम सही लक्ष्य को मार देंगे। सेरेबेलिन 1 यूबीई 3 ए द्वारा दबाने वाली जीन थी जो इसके प्रभावों की मध्यस्थता में लग रहा था। "

अपने नवीनतम अध्ययन के लिए, बीआईडीएमसी के शोधकर्ताओं ने दिमाग में कई मस्तिष्क मैपिंग प्रयोगों का आयोजन किया जहां पता चला कि मस्तिष्क में जीन के संबंध में जुड़ाव के लिए कौन-सी बातचीत की जा रही है। विभिन्न प्रयोगों के माध्यम से, उन्होंने मस्तिष्क तंत्र के वेंट्रल टेगमेंटल एरिया (वीटा) मिडब्रेन सेक्शन में honed किया।

केमोजेनेटिक तकनीक ने शोधकर्ताओं को वीटा में न्यूरॉन्स के एक विशेष समूह को चालू और बंद करने की अनुमति दी थी। इन न्यूरॉन्स को बदलकर, शोधकर्ताओं ने सुजयता बढ़ा दी। इसके विपरीत, इन न्यूरॉन्स को कम सुजनता से बंद कर दिया। दिलचस्प बात यह है कि वीटा आमतौर पर एक इनाम केंद्र माना जाता है जो नशे की लत और मादक द्रव्यों के सेवन में भूमिका निभाता है।

बीआईडीएमसी के अपने बयान में, एंडरसन ने अपने नवीनतम अध्ययन के निष्कर्षों पर विस्तार से बताया:

"इस अध्ययन में, हम यह निर्धारित करना चाहते थे कि मस्तिष्क में यह सामाजिक व्यवहार की कमी क्यों पैदा होती है और यूबीई 3 ए जीन की बढ़त और इसे कैसे बढ़ाना है। हमारे हाथ में उपकरण थे कि हमने स्वयं को बनाया था हमने न केवल माउस के विशिष्ट मस्तिष्क क्षेत्रों में जीन की शुरुआत की है, बल्कि हम इसे विशिष्ट सेल प्रकारों पर भी निर्देशित कर सकते हैं कि किसने सुशीलता को विनियमित करने में भूमिका निभाई।

हमने एक आश्चर्यजनक स्थान के लिए इस सीट की सुव्यवस्थितता को मैप किया है। अधिकांश वैज्ञानिकों ने सोचा होगा कि वे कोर्टेक्स में जगह लेते हैं-जहां मस्तिष्क के क्षेत्र में संवेदी प्रसंस्करण और मोटर आज्ञाएं होती हैं- लेकिन वास्तव में, इन इंटरैक्शन को इनाम सिस्टम में, मस्तिष्क के स्टेम में होता है।

हम इन न्यूरॉन्स को बाधित करके सुशीलता को खत्म करने में सक्षम थे और हम उन्हें बदलकर सुशीलता बढ़ा सकते हैं और बढ़ा सकते हैं। तो हम सुजनता के लिए एक टॉगल स्विच है। इसमें एक चिकित्सीय स्वाद है; किसी दिन, हम इसे ऐसे इलाज में अनुवाद कर सकते हैं जो रोगियों की सहायता करेगा। "

जब एंडरसन और उनके सहयोगियों ने सामान्य ("जंगली प्रकार") चूहों के लिए आत्मकेंद्रित मॉडल के लिए इंजीनियर चूहों के दिमाग की तुलना की, उन्होंने पाया कि बढ़ी हुई यूबीई 3 ए जीन प्रतियां लगभग 600 अन्य जीनों से बातचीत कर रही हैं।

प्रयोगों की एक और श्रृंखला में, एंडरसन और सहकर्मियों ने यूबीई 3 ए और सीबीएलएन 1 के बीच एक और भी निश्चित लिंक का प्रदर्शन किया क्योंकि यह दौरे से संबंधित है। एंडरसन और उनके सहयोगियों ने पाया कि यूबीई 3 ए (सेरेबेलिन जीन से ऊपर की ओर) को हटाने से जब्ती-प्रेरित सामाजिक अक्षमता और सीबीएलएन 1 को दमन करने की जब्ती की क्षमता को रोक दिया गया।

उनके अध्ययन में, लेखक लिखते हैं, "जब्ती-प्रेरित घाटे UBE3A- निर्भर हैं सीबीएलएन 1 को विघटन के बाद संस्कृति में सेरिबैलम में वृद्धि हुई न्यूरोनल गतिविधि और स्थिति विषाणु के बाद विवो में भी दबा दिया गया है। इसलिए, हमने यह परीक्षण किया है कि पुनरावर्तक बरामदगी सीबीएलएन 1 और सहकारिता को एक साथ दबा सकते हैं। "

यूबीई 3 ए से संबंधित प्रकार के ऑटिज्म वाले लोगों में बरामदगी एक आम लक्षण है। जब दौरे गंभीर होते हैं, तो वे सुजनता भी बिगड़ते हैं। एंडरसन की टीम ने इस संदिग्धता को संवेदना की जबाव से प्रेरित होने का संदेह सीरेबेलिन जीन को दमन करने का परिणाम था। शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला है कि वीटीए ग्लूटामेटेगिक न्यूरॉन्स में जेनेटिक इंटरैक्शन CBLN1 को डाउन्र्युल्यूज द्वारा सुजनता को कम कर सकते हैं।

एंडरसन ने कहा, "यदि आप यूबीई 3 ए को हटाते हैं, तो बरामदगी सुज़यता या सीरेबेलिन को दबाने की नहीं हो सकती।" "फ्लिप की तरफ है, यदि आपके पास थोड़ा अधिक अतिरिक्त UBE3A है- आत्मकेंद्रित के साथ लोगों के एक सबसेट के रूप में- और आप गठबंधन करते हैं कि कम गंभीर दौरे के साथ, आप सामाजिक संबंधों का पूर्ण रूप से नुकसान प्राप्त कर सकते हैं।"

बीडीडीएमसी में एंडरसन और उनके सहयोगियों के आधार पर नए निष्कर्षों ने न्यूरोनल सर्किट्री की हमारी समझ को अग्रिम किया है जो सुजनता को संचालित करता है। उम्मीद है, UBE3A और CBLN1 पर भविष्य के अनुसंधान से लक्षित हस्तक्षेप होंगे जो ऑटिज्म स्पेक्ट्रम विकारों और एंजेलमैन सिंड्रोम के साथ उन लोगों की मदद कर सकते हैं जो असामान्य सुशीलता-संबंधित लक्षणों में सुधार करते हैं।

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