Мутації, пов'язані з аутизмом, змушують нейрони приймати занадто багато сигналів від сусідів.
Дендритні шипики (червоні точки) на нейронних відростках вказують місця, де нервова клітина може сформувати синапс з іншого нервовою клітиною. (Фото The Journal of Cell Biology / Flickr.com.)
<
>
З аутизмом пов'язані безліч генетичних дефектів; так, кілька років тому в журналі Neuron вийшло відразу кілька статтею, в яких говорилося, що число мутацій, які можуть спровокувати аутистические розлади, досягає декількох сотень. Гени, в які потрапляють такі мутації, можуть абсолютно різними, і часом серед них є такі, які керують найбільш фундаментальними молекулярно-клітинними процесами.
дослідники з Вашингтонського університету вирішили з'ясувати детальніше, яку роль в розвитку аутизму грають кілька генів, завідувачі прибиранням білкового сміття в клітинах. Вони кодують ферменти, які навішують на білкові молекули особливу мітку - поліпептид убіквітин. Якщо в якийсь білкової молекулі відпала потреба, або ж білок просто зіпсувався, він отримує убіквітіновую мітку і його утилізують спеціальні сміттєзбиральні машини. Відомо, що у хворих з аутизмом мутації часто виявляються в одному або декількох генах, від яких залежить пришивання такої мітки до білків. Але залишається питання, як ці мутації пов'язані з порушеннями в вищих психічних процесах.
Памела Вальнегрі (Pamela Valnegri) і її колеги отримували мишей, у яких в нейронах мозочка одного з таких генів просто не було. Хоча ми звикли думати, що мозок контролює тільки координацію рухів, насправді його функції набагато ширше. Наприклад, відомо, що він потрібен для творчості , Для розвитку мовних здібностей і для уваги; зміни, що відбуваються в мозку при аутизмі, в чень великій мірі зачіпають і його: один з характерних симптомів при аутистических розладах - раскоординированности рухів. Виявилося, що нервові клітини, у яких не було одного з сміттєзбиральних генів, формували на 50% більше міжнейронних з'єднань - синапсів. Тобто такі нейрони отримували більше сигналів від інших клітин, і сигнали ці, як пишуть автори роботи в Nature Communications , Були вдвічі сильніше, ніж в звичайних клітинах.
Причина, очевидно, була в тому, що в нейронах виявлялося занадто багато білків, що займаються формуванням синапсів. У нормальному мозочку їх число регулювали б убіквітінілірующіе ферменти, які відправляли б надлишок таких білків в утиль; але в клітинах мишей-мутантів, як було сказано, система збирання зайвого білка була з дефектами.
Миші з відсутнім геном рухалися нормально, проте ніяк не могли вивчити нові рухи, які потрібно було робити у відповідь на якийсь стимул. Наприклад, тварин вчили закривати очі у відповідь на умовний світловий сигнал - тому що за світловим сигналом слідував не дуже приємний порив повітря, який дратував очі. Звичайні миші добре засвоювали, що вони від них вимагається, і закривали очі більш ніж в 75% випадків, тоді як миші без сміттєзбирального гена робили це тільки в 30% спроб.
Зрозуміло, не можна говорити, що аутизм виникає тільки від однієї мутації, яка причетна до убіквітінілірованію білків - в кінці кінців, на самому початку ми говорили, що аутистических мутацій може бути досить багато, і вони, швидше за все, як-то доповнюють один одного . З іншого боку, хоча ми і бачимо, що миші з мутацією важко освоюють якісь нові завдання, все ж миші - це миші, і потрібно ще з'ясувати, як саме такі мутації позначаються на людині і який внесок вони вносять в загальну клінічну картину.
Однак не можна не відзначити, що отримані результати цілком укладаються в відому гіпотезу, згідно з якою аутизм розвивається через занадто великої кількості синапсів. Занадто багато нейронних ланцюгів створюють в мозку «інформаційний шум», з яким самі не можуть впоратися - що можна в якійсь мірі порівняти з підвисанням комп'ютера через величезної кількості одночасно виконуваних (і не обов'язково необхідних) процесів.
