Прорив у розумінні генетичної природи синдрому Дауна

Дослідники з Університету Монреаля виявили новий механізм, який бере участь у прояві синдрому Дауна – однієї з основних причин розумової відсталості та вроджених вад серця у дітей. Результати дослідження були опубліковані в журналі Current Biology.

Синдром Дауна, також званий синдромом трисомії 21, є генетичним захворюванням. У зв'язку з тим, що у хворих на синдром Дауна людей безліч генів одночасно експресуються з відхиленнями, визначити, що саме стоїть в основі хвороби, доволі важко.

Дослідницька група під керівництвом професора Янніка Бома зосередилася на гені RCAN1, надекспресія якого відбувається в мозку плодів із синдромом Дауна. Робота команди дозволяє зрозуміти, як ген впливає на прояв даного стану.

Людський мозок складається із сотень мільярдів клітин, відомих як нейрони. Вони «спілкуються» один з одним через синапси, які являють собою невеликі проміжки між нейронами. Здатність синапсів посилюватися або слабшати з плином часу відома як «синаптична пластичність». Це ключовий біологічний механізм для пам'яті та здібності до навчання.

«Існують два види синаптичної пластичності: довгострокова потенціація, яка підсилює синапси і поліпшує взаємодії між нейронами, і довгострокова депресія, яка послаблює синапси. Відомо, що синаптична пластичність залежить від певних білків. Наприклад, кальциневрин інгібується при довготривалому потенціюванні, але активується, коли починається довготривала депресія. Молекулярний механізм регуляції кальциневрину був неясний», – пояснив професор Бом.

Дослідницька група виявила, що різні сигнальні шляхи, які запускають синаптичну потенціацію або депресію, використовують білок RCAN1. Фахівці також визначили, що ген регулює активність кальциневрину шляхом його інгібування.

З огляду на його подвійну роль в якості й інгібітора, і посередника, дослідники дійшли висновку, що RCAN1 працює як «перемикач», що регулює синаптичну пластичність, тим самим впливаючи на навчання і пам'ять.

Отже, вперше було визначено молекулярний механізм регуляції кальциневрину в двоспрямованій синаптичній пластичності. Цей прорив пояснює, як надекспресія гена RCAN1 може викликати інтелектуальні порушення у людей із синдромом Дауна. Це також відкриває можливість розробки інноваційних методів лікування хворих.