„Efectul fluturelui” ar putea explica unele dintre cauzele autismului

Un „efect fluture” ar putea ajuta la explicarea unora dintre cauzele genetice ale autismului și a modului în care genele legate de autism sunt activate în ADN. Un nou studiu sugerează că, printr-un complex efect de undă, mutațiile din gene nelegate de autism ajung să influențeze activitatea genelor legate de tulburare.

Cum funcționează acest lucru? ADN-ul conține materiale genetice numite promotori, care, în esență, activează sau dezactivează genele. Deoarece ADN-ul este întors și înfășurat într-o formă tridimensională, acești promotori pot controla gene aflate departe de ei în secvența ADN-ului. Altfel spus, dacă întinzi toate încurcăturile din ADN, promotorul și genele ar fi departe unul de celălalt, dar introducerea de pliuri în moleculă le apropie. Promotorul și genele pe care le controlează formează o „unitate” regulatoare numită domeniu topologic asociat (TAD).

• Cum au trecut razele cosmice prin atmosfera Pământului acum 41.000 de ani?
• Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au declanșat mini-cutremure în laborator

Prin intermediul acestui mecanism complex, o persoană care nu are mutații în genele legate de autism ar putea totuși dezvolta tulburarea din cauza mutațiilor din alte părți ale genomului, în promotori. Aceasta este ideea explorată în noul studiu, publicat în revista Cell Genomics.

O parte dintre cauzele genetice ale autismului au fost explicate

Autismul este puternic ereditar: se estimează că între 40% și 80% dintre cazuri sunt legate de gene transmise prin familii. Cu toate acestea, autismul poate fi, de asemenea, cauzat de mutații care apar spontan în ADN.

Astfel de mutații au fost descoperite recent în regiunile „non-codante” ale ADN-ului, care alcătuiesc aproximativ 98,5% din genom. Aceste regiuni includ promotori și sunt numite „non-codante” deoarece nu conțin instrucțiuni pentru construirea proteinelor, așa cum fac genele.

Până acum, se știa puțin despre modul în care mutațiile din ADN-ul non-codant influențează probabilitatea cuiva de a avea tulburare de spectru autist (TSA). Noul studiu abordează această parte din cauzele genetice ale autismului.

Autorii studiului au analizat genomurile a peste 5.000 de persoane cu autism, alături de ale fraților lor care nu aveau această condiție și au servit drept grup de comparație. Echipa căuta în mod specific prezența mutațiilor non-ereditare. Au utilizat tehnici specializate pentru a captura configurația tridimensională a genomului și a defini granițele TAD în jurul genelor legate de autism.

Efectul fluture

Echipa a descoperit o asociere directă între autism și mecanismele reglatoare genetice ale genei legate de TAD, în mod specific TAD-uri care conțin gene cunoscute ca fiind legate de autism.

Uneori, schimbarea unei singure „litere” sau baze din codul ADN era legată de o probabilitate mai mare de a dezvolta autism, a declarat autorul principal al studiului, dr. Atsushi Takata, cercetător la Riken Center for Brain Science (Japonia).

„Rezultatele au arătat că doar o singură diferență în secvența de bază a ADN-ului într-o regiune non-codantă poate afecta exprimarea genelor apropiate, ceea ce la rândul său poate modifica profilul general al exprimării genelor la distanță în genom, ducând la un risc crescut de TSA”, a spus el.

Takata a asemănat acest lucru cu un fenomen fizic cunoscut sub numele de „efect fluture”, în care o schimbare mică în starea inițială a unui sistem complex aduce o mare diferență mai târziu, de exemplu, un fluture își mișcă aripile și, săptămâni mai târziu, la kilometri distanță, o tornadă lovește un oraș. Similar, o mutație subtilă dintr-un promotor poate avea impacturi semnificative asupra exprimării genelor în altă parte.

Cercetarea despre cauzele genetice ale autismului ar putea duce la noi moduri de a ameliora simptomele

Într-un experiment separat cu celule stem umane, cercetătorii au indus mutații în promotorii specifici TAD folosind tehnologia de editare genetică CRISPR. Oamenii de știință au descoperit că o singură mutație care reduce activitatea într-un promotor poate determina schimbări în activitatea unei gene legate de autism în cadrul aceluiași TAD. Acest lucru a ajutat la validarea descoperirilor lor anterioare la oameni.

„Acesta este un studiu interesant care încearcă să extindă înțelegerea noastră a contribuției variațiilor rare, de novo (non-ereditare) la riscul de TAS în regiunile aflate în afara genomului codant pentru proteine”, a declarat dr. Daniel Rader, profesor de medicină moleculară la University of Pennsylvania (SUA), care nu a fost implicat în cercetare.

Descoperirile ar putea avea implicații terapeutice, a spus Rader. De exemplu, s-ar putea găsi modalități de a modula activitatea anumitor promotori astfel încât mai multe gene legate de autism să fie reglate în același timp, a sugerat el. În teorie, acest lucru ar putea ajuta la ameliorarea simptomelor TSA, a spus el, citat de Live Science.

Cercetătorii speră acum să identifice alte tipuri de mutații non-codante care pot influența probabilitatea cuiva de a avea autism, a spus Takata.

Vă recomandăm să citiți și:

Suplimentele de multivitamine îmbunătățesc memoria și încetinesc îmbătrânirea cognitivă

Bacteriile intestinale sunt surprinzător de rezistente la antibiotice, arată un studiu pe termen lung

Cine se orientează mai bine, bărbații sau femeile? Un studiu distruge miturile!

Ar trebui să faci exerciții pe stomacul gol? Iată ce spun experții!