Учёные составили генетическую карту развития мозга и нашли новый ген, связанный с нарушениями

Международная группа учёных использовала технологию CRISPR для масштабного поиска генов, необходимых для превращения эмбриональных стволовых клеток в нейроны. Исследование, опубликованное 5 января в журнале Nature Neuroscience, возглавил профессор Сагив Шифман из Института наук о жизни Еврейского университета в Иерусалиме.

Нейроны, выращенные из стволовых клеток в лаборатории. Credit: Dr. Galya Monderer-Rothkoff, The Hebrew University of Jerusalem

С помощью CRISPR-скрининга учёные «отключили» почти 20 000 генов по одному и наблюдали за процессом нейронной дифференцировки. В результате были идентифицированы 331 ген, критически важный для формирования нейронов. Многие из них ранее не связывали с ранним развитием мозга.

Ключевым открытием стал ген PEDS1, ответственный за выработку плазмалогенов — важного компонента миелиновой оболочки нервных волокон. Оказалось, что потеря функции этого гена приводит к уменьшению размера мозга. Генетический анализ двух неродственных семей подтвердил: у детей с тяжёлыми нарушениями развития обнаружили редкую мутацию в PEDS1.

Профессор Сагив Шифман пояснил:

«Мы создали карту генов, необходимых для развития мозга. Это помогает понять, как формируется мозг, и выявить гены, связанные с нейроразвивающими расстройствами. Обнаружение PEDS1 открывает путь к улучшенной диагностике и, в перспективе, к целенаправленному лечению».

Исследование также показало, что гены, контролирующие активность других генов, часто связаны с доминантными расстройствами, а метаболические гены (включая PEDS1) — с рецессивными. Кроме того, учёные составили «карту необходимости», которая помогла разграничить генетические механизмы, связанные с аутизмом и общей задержкой развития.

Все данные исследования выложены в открытый доступ в онлайн-базу, созданную аспиранткой Аланой Амелан. Работа поддержана Фондом науки Израиля (ISF) и программой MAVRI.