Ученые обнаружили, что белок с ранее неизвестной функцией контролирует цитоскелет и формирование межклеточных контактов, а его поломка приводит к неправильному развитию извилин мозга.
Кора головного мозга человека построена из более чем 10 миллиардов клеток, которые образуют не менее 100 триллионов зон межклеточных контактов. При этом толщина серого вещества составляет всего около пяти миллиметров. У человека, как и у большинства высокоразвитых животных с большим мозгом, наблюдается складчатость коры головного мозга, которая позволяет уместить серое вещество площадью почти четверть квадратного метра в черепной коробке. Известна закономерность, что чем больше у представителя вида складок коры, тем более развиты и сложны когнитивные функции этого вида. У низших видов, например у мышей и крыс, мозг довольно маленький и имеет гладкую поверхность. Более высокоразвитые виды: слоны, дельфины, человекообразные обезьяны — демонстрируют разную степень извилистости и складчатости коры головного мозга.
Мозг человека обладает максимальным количеством и глубиной извилин и борозд. Но иногда наблюдается избыточная складчатость коры головного мозга (полимикрогирия), ассоциированная с задержкой развития нервной системы, умственной отсталостью и эпилептическими припадками. До недавнего времени причины этого явления были неизвестны.
Ученым удалось обнаружить ген, связанный с полимикрогирией. Из-за того, что данная патология является очень редкой, в распоряжении исследователей был биоматериал всего четырех семей, в которых родились дети с этим диагнозом. Во всех этих семьях были обнаружены мутации в гене TMEM161B, кодирующем трансмембранный белок 161B с неизвестной функцией.
Исследования на модельных мышах и культурах стволовых клеток, полученных из кожи пациентов, позволили определить, что эти мутации вызывают дефекты взаимодействия нервных клеток на ранних этапах эмбриогенеза из-за проблем с реорганизацией цитоскелета. У человека это приводит к нарушению строения серого вещества и коры головного мозга.
Возможно, в будущем это открытие станет платформой для разработки новых методов лечения.
Источник: Lu Wang et al. TMEM161B modulates radial glial scaffolding in neocortical development, Proceedings of the National Academy of Sciences 2023. PNAS. DOI: 10.1073/pnas.2209983120
