인간 대뇌 피질의 이랑이 과도하게 접히는 원인

[아름이]

인간 대뇌 피질의 이랑이 과도하게 접히는 원인
뇌의 특징적인 주름진 표면은 일반적으로 더 높은 인지 기능의 지표이지만 너무 많이 접히면 반대 효과가 나타날 수 있습니다.
날짜:
2023년 1월 18일
원천:
캘리포니아 대학교 - 샌디에이고
요약:
연구자들은 인간 뇌의 주름진 대뇌 피질에서 과도한 접힘을 유발하여 인지 기능을 감소시키는 돌연변이를 확인했습니다.

독특한 이랑(gyri)과 고랑(sulci)이 특징인 인간 두뇌 또는 대뇌 피질의 외층은 의식적 사고에서 언어, 감정 조절에 이르기까지 인지 및 실행 기능을 제어합니다.

대뇌 피질은 100억 개 이상의 세포와 100조 개 이상의 연결로 구성되어 있으며 두께가 5밀리미터에 불과한 회백질 층입니다.

큰 뇌를 가진 대부분의 동물은 대뇌 피질 조직의 매우 넓은 영역(약 2.6제곱피트)이 두개골의 경계 내부에 압축될 수 있는 피질 접힘을 나타냅니다. 피질 접힘이 많을수록 종의 인지 기능이 더 발전되고 복잡해집니다. 생쥐나 쥐와 같은 하등 종은 더 작고 매끄러운 표면의 뇌를 가지고 있습니다. 코끼리, 돌고래 및 유인원과 같은 고등 종은 대뇌 피질의 회전 또는 접힘 정도가 다릅니다. 인간은 진보된 진화의 지표로 간주되는 가장 주름진 뇌에 속합니다.

그러나 일부 인간의 경우 대뇌 피질의 과도한 접힘은 더 큰 인지 능력과 관련이 있는 것이 아니라 그 반대이며 신경 발달 지연, 지적 장애 및 간질 발작과 관련이 있습니다. 이 폴딩을 제어하는 ​​유전자는 대부분 알려져 있지 않습니다.

PNAS 2023년 1월 16일자 글에서 캘리포니아 대학교 샌디에이고 의과대학과 Rady 아동 유전체 의학 연구소의 연구원들은 인간의 자이리피케이션에 대한 이해를 심화시키는 새로운 발견을 설명합니다.

수석 연구 저자 Joseph Gleeson, MD, UC 샌디에고 의과대학의 Rady 신경과학 교수 및 Rady Children's Institute for Genomic Medicine의 신경과학 연구 책임자가 이끄는 Neurogenetics Consortium이라는 국제 연구자 컨소시엄은 거의 10,000명에 대한 게놈 분석을 수행했습니다. 질병의 새로운 원인을 찾기 위해 10년 동안 소아 뇌 질환이 있는 가족.

Gleeson은 "우리 코호트에서 우리는 polymicrogyria라는 상태를 가진 4개의 가족을 발견했습니다. "최근까지 이 상태를 가진 환자를 치료하는 대부분의 병원은 유전적 원인에 대한 테스트를 하지 않았습니다. 컨소시엄은 이 상태의 원인을 발견하는 데 도움이 된 네 가족 모두를 함께 분석할 수 있었습니다."

구체적으로, 네 가족 모두 세포 표면에서 이전에 알려지지 않은 기능의 단백질을 생성하는 Transmembrane Protein 161B(TMEM161B)라는 유전자에서 돌연변이를 보였습니다.

“TMEM161B를 원인으로 확인한 후 어떻게 과도한 폴딩이 발생하는지 이해하기 시작했습니다. "우리는 단백질이 세포 골격과 극성을 제어하고 접힘을 제어한다는 사실을 발견했습니다."

연구자들은 환자 피부 샘플에서 추출한 줄기 세포와 조작된 쥐를 사용하여 배아 발생 초기에 신경 세포 상호 작용의 결함을 식별했습니다.

"우리는 유전자가 신경 세포가 서로 어떻게 상호 작용하는지에 필요한 세포 골격 변화에 필요하고 충분하다는 것을 발견했습니다."라고 Wang은 말했습니다. "뇌가 없는 해면체에서 유전자가 처음으로 진화에 나타났다는 것이 흥미로웠습니다. 따라서 분명히 단백질은 다른 기능을 가지고 있어야 합니다. 여기서 우리는 인간 뇌의 주름 수를 조절하는 데 중요한 역할을 발견했습니다."

연구 저자들은 유전적 발견 연구가 인간 질병의 원인을 정확히 찾아내기 때문에 중요하지만 이러한 발견이 새로운 치료법으로 발전하는 데 수년이 걸릴 수 있다고 강조했습니다.

Gleeson은 "우리는 의사와 과학자들이 우리의 결과를 확장하여 뇌 질환 환자의 진단과 치료를 개선할 수 있기를 바랍니다."라고 말했습니다.

공저자: Caleb Heffner 및 Stephen A. Murray, Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME; Keng loi Vonga, David Sieverta 및 Swapnil Mittala, Rady Children's Institute for Genomic Medicine; Chelsea Barrows, 이상문, Ishani Jhamb, UC San Diego 및 Rady Children's Institute for Genomic Medicine; 하유진, 연세대학교, 서울; Pablo Lara-Gonzalez, UC Irvine; Dennis Van Der Meer, Nadine Parker 및 Ole A. Andreassen, 오슬로 대학교; Robert Loughnan, UC 샌디에이고; Mahmoud Y. Issa 및 Maha S. Zakih, 국립 연구 센터, 카이로; 앤더스 데일(Anders Dale), UC 샌디에이고 및 오슬로 대학교; 및 미네소타 대학의 William B. Dobyns.

출처 : https://www.sciencedaily.com/