A DNS reduplikációjában kulcsszerepet játszó enzimek, a topoizomerázok működésének problémái állhatnak több, genetikai alapú agyfejlődési rendellenesség hátterében. Így például ezeknek az enzimeknek a meghibásodása okozhatja az autizmus tünetegyüttesét – számol be a Nature magazinban publikált új eredményekről a Science Daily tudományos hírportál. Az észak-karolinai orvosi egyetem kutatói nagy előrelépést tettek annak feltárásában, hogy milyen környezeti hatások befolyásolhatják a betegség hátterében meghúzódó genetikai meghibásodásokat.

Az oldal az ajánló után folytatódik...

„A kutatásunk azt tárta fel, hogy mi történik, ha a topoizomerázok meghibásodnak” – mondta el a kutatás egyik vezetője, Mark Zylka. ƒ„Ha ezeknek az enzimeknek a működését valami meggátolja, akkor az alapvetően befolyásolja az idegrendszer fejődését – akár azon túl is, hogy valakiben kialakulnak azok a génmutációk, amelyek az autizmushoz köthetők. Az eredményeknek tehát nagy szerepük lehet az autizmus kiszűrésében és a prevencióban.

A topoizomerázok az emberi sejtekben megtalálható enzimek. Kulcsszerepet játszanak a DNS replikációjában (megkettőződésében): ezek az enzimek „bogozzák ki” a reduplikáció folyamata során „túlcsavarodott” DNS-szakaszokat. Így elengedhetetlenek ahhoz, hogy a gének pontosan másolódjanak.

„Eredményeink a környezeti hatásokra mutatnak rá az autizmussal kapcsolatban” – mondta el Zylka. „Ha a magzat a méhben rövid ideig topoizomeráz-gátlóknak van kitéve, annak hosszú távon is hatása lehet az agyra, beleértve az agyi fejlődés kritikus periódusait is.” Az eredmények azt is megmagyarázzák, hogy miért mutatnak az autizmushoz, illetve agyfejlődési rendellenességekhez hasonló tüneteket azok, akik, akikben a topoizomerázok mutációi vannak jelen.

A replikáció
(Forrás: ttk.pte.hu)

A legismertebb topoizomeráz-gátló anyagok manapság kemoterápiás gyógyszerekként használatosak. Zylka és munkatársai olyan összetevők után kutatnak, amelyeknek ezekhez hasonló hatásuk van az idegsejtekre. „Ha találhatóak ilyen anyagok a környezetben, akkor jó lenne mielőbb felfedezni őket. Ez igazán nagy motivációt jelent számunkra, hogy minél előbb azonosítsuk azokat a gyógyszerösszetevőket vagy környezeti tényezőket, amelyeknek ilyen hatásuk lehet, hogy a terhes nőket megóvhassuk ezektől – így csökkentve a fejlődési rendellenességek kialakulásának esélyét” – nyilatkozta Zylka.

A kutatók váratlanul és majdnem véletlenül bukkantak az eredményre: a topotekán (topotecan) nevű topoizomeráz-gátló kemoterápiásgyógyszer-összetevőt tesztelték éppen egereken és emberiagysejt-tenyészeten, amikor észrevették, hogy az anyag a kivételesen hosszú gének működésére van hatással. Ilyen „kivételesen hosszú gének” köthetők az autizmushoz. „Ekkor volt Heuréka!-élményünk: észrevettük, hogy a gátolt gének mind extrém hosszú »autizmus-gének« voltak” – mondta el Zylka a felfedezésről. 

A több mint 300 ismert autizmus-génből majdnem 50-re hatott a topotekán. Ennyi gén működésének a meggátlása, még akkor is, ha igen kevés ideig tart, az agyfejlődés szakaszában hosszú távú agyi következményekkel jár, ami az autizmuséhoz hasonló tünetekkel jár. Az új felfedezés segíthet egységes képet alkotni az autizmussal járó génmutációkról is.

Forrás, további olvasnivaló

A Potential Cause of Autism? Key Enzymes Are Found to Have a 'Profound Effect' Across Dozens of Genes Linked to Autism

A DNS-replikáció molekuláris biológiája (benne a topoizomerázok szerepével)