Geni che colpiscono muscoli e cervello

fly of look Painting by sergey slepko

I geni localizzati nelle “varianti del numero di copie” (CNV) – parti dei cromosomi che mancano in alcuni individui e duplicati in altri – che sono associati a disturbi dello sviluppo neurologico influenzano più del semplice sviluppo del cervello, secondo una nuova ricerca. Le scoperte, di un team di ricercatori della Penn State, sono comparse il 24 giugno sulla rivista PLOS Genetics e potrebbero avere importanti implicazioni in contesti di consulenza clinica e genetica, dove è fondamentale avere una piena comprensione dei potenziali impatti di questi CNV. Le varianti del numero di copie sono state ampiamente studiate, perché sono spesso associate a importanti disturbi dello sviluppo neurologico come l’autismo. Ma anche se molti dei disturbi associati ai CNV possono anche portare a difetti cardiaci, renali o scheletrici, ad esempio, la maggior parte degli studi cerca solo effetti comportamentali o cognitivi nei modelli animali. Quindi, volevano vedere come i geni nei CNV influenzano lo sviluppo al di fuori del sistema nervoso. Il team di ricerca ha testato l’effetto di ridurre l’espressione di dozzine di geni situati all’interno dei CNV, imitando l’effetto delle delezioni, nello sviluppo di ali da mosca della frutta. La maggior parte di questi geni, che sono stati pensati principalmente in termini di sviluppo neurologico, hanno anche interrotto lo sviluppo delle ali. Il team ha identificato le controparti dei geni della mosca della frutta di dieci diverse varianti di numero di copie umane, quindi ha usato una tecnica chiamata “interferenza dell’RNA” per ridurre l’espressione di questi geni nell’ala della mosca della frutta in via di sviluppo. Questa riduzione – indicata come espressione di “abbattimento” dei geni – imita la cancellazione del gene su un cromosoma di una coppia cromosomica, come nel caso delle varianti del numero di copie umane. Hanno scelto di studiare questi geni nella mosca della frutta perché sono in grado di testare molti geni in modo relativamente rapido ed economico. Hanno testato 59 geni da CNV umani che causano disturbi del neurosviluppo, oltre a 20 altri geni che hanno ruoli importanti nel neurosviluppo. Hanno scoperto che il dosaggio ridotto di 72 di questi 79 geni ha avuto effetti misurabili sullo sviluppo delle ali, inclusi sei che sono stati letali per la mosca in via di sviluppo, indicando il loro ruolo critico nello sviluppo iniziale in più sistemi di organi. I ricercatori hanno anche confrontato l’impatto dell’abbattimento dei geni nell’ala con l’effetto dell’abbattimento nell’occhio della mosca, che è un sistema sperimentale per identificare i difetti dello sviluppo neurologico. Mentre il dosaggio ridotto della maggior parte dei geni ha causato difetti sia nell’occhio che nell’ala, non vi era alcuna correlazione tra la gravità degli effetti, suggerendo che i geni che causavano gravi interruzioni allo sviluppo dell’occhio, e quindi avrebbero probabilmente un impatto maggiore sullo sviluppo del cervello, potrebbero hanno solo lievi effetti sullo sviluppo delle ali e viceversa. Hanno anche scoperto che i geni CNV sono espressi in molti altri organi sia nelle mosche che nell’uomo, inclusi cuore, reni, fegato e muscoli. La loro analisi delle reti di interazione genica ha anche mostrato che i geni CNV possono influenzare diversi meccanismi cellulari in questi organi. I ricercatori hanno principalmente pensato che i geni associati all’autismo e alla disabilità intellettuale siano specifici del neurosviluppo, ma la maggior parte di loro non lo sono. Quando a un bambino viene diagnosticato uno di questi disturbi, di solito l’attenzione si è concentrata sugli aspetti cognitivi e comportamentali, ma questo studio suggerisce che bisognerebbe adottare un approccio più globale per cercare di individuare potenziali difetti cardiaci o renali, ad esempio, il più presto possibile.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Drosophila models of pathogenic copy-number variant genes show global and non-neuronal defects during development”.by Tanzeen Yusuff, Matthew Jensen, Sneha Yennawar, Lucilla Pizzo, Siddharth Karthikeyan, Dagny J. Gould, Avik Sarker, Erika Gedvilaite, Yurika Matsui, Janani Iyer, Zhi-Chun Lai, Santhosh Girirajan. PLOS Genetics

Immagine: fly of look (sergey slepko)

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