Mungkinkah perdagangan protein yang lemah menjadi faktor autisme?
Protein yang mutasinya dijumpai pada orang dengan autisme dan keadaan perkembangan saraf yang lain membantu memastikan hubungan antara neuron di otak berjalan lancar.
Penyelidikan yang baru diterbitkan - diketuai oleh Rockefeller University di New York City, NY - mendedahkan bahawa protein astrotactin 2 (ASTN2) dapat memperdagangkan reseptor dari permukaan neuron dan menghalangnya daripada terkumpul di sana.
Sambungan antara neuron sangat penting untuk fungsi otak.
Mereka berfungsi kerana reseptor, yang duduk di permukaan sel, selalu bersedia untuk bekerjasama dengan neurotransmitter masuk dari sel lain.
Prosesnya dinamik dan memerlukan kitaran reseptor berterusan "hidup dan mati" membran sel untuk memastikan tindak balas yang cepat terhadap isyarat. Memperdagangkan protein membantu menjaga reseptor bergerak.
Kajian terbaru, yang kini terdapat dalam Prosiding Akademi Sains Nasional, juga telah mencadangkan mekanisme di mana gangguan spektrum autisme (ASD), seperti autisme keadaan neurodevelopmental, dapat timbul akibat kecacatan pada ASTN2.
Penyebab sebenar keadaan neurodevelopmental tidak diketahui, walaupun banyak tanda dapat dikesan pada perkembangan otak awal. Para saintis percaya bahawa asal usulnya kompleks dan melibatkan faktor genetik, biologi, dan persekitaran.
Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC), sekitar 1 dari 68 kanak-kanak dari Amerika Syarikat telah "dikenali dengan ASD", dengan kanak-kanak lelaki lebih dari empat kali lebih mungkin dikenali dengannya daripada kanak-kanak perempuan.
Memperdagangkan protein
Dalam karya sebelumnya, penulis kajian kanan Mary E. Hatten, seorang profesor dalam bidang ilmu saraf dan tingkah laku di Universiti Rockefeller, telah mendapati bahawa ASTN2 mempunyai peranan pemerdagangan manusia semasa perkembangan awal ketika sel-sel bermigrasi.
Kehadiran protein ini di otak orang dewasa, bagaimanapun, menyebabkan penulis kajian utama Hourinaz Behesti, ketika dia bergabung dengan makmal Prof Hatten, berpendapat bahawa ASTN2 juga mungkin mempunyai peranan lain.
Tahap ASTN2 tampaknya sangat tinggi di kawasan otak yang disebut cerebellum. Secara tradisinya, kawasan otak ini dianggap mementingkan kawalan pergerakan, tetapi, melaporkan para penulis, "bukti terbaru telah menunjukkan" bahawa ia juga mungkin terlibat dengan "fungsi bukan motor, termasuk bahasa, memori visuospasial, perhatian, dan emosi."
Dengan menggunakan mikroskop elektron, para penyiasat kemudian mengenal pasti lokasi ekspresi ASTN2 di otak kecil tikus.
Mereka mendapati bahawa protein itu terutama ditemukan dalam struktur yang disebut "vesikel endositik dan autofagosit," yang mengangkut protein ke dalam neuron.
Sinaps yang lemah
Para saintis juga mengenal pasti beberapa molekul yang mengikat ASTN2. "Rakan pengikat" ini merangkumi protein yang diketahui diperdagangkan di dalam neuron dan protein lain yang membantu membina sinapsis.
Sinaps adalah struktur sel yang membolehkan neuron menyampaikan isyarat elektrik dan kimia antara satu sama lain. Pasukan itu sebelumnya juga telah menemui ASTN2 yang dinyatakan dalam "dendritic spines" dalam sinapsis.
Peningkatan ASTN2 pada neuron tikus menyebabkan pengurangan molekul yang mengikat ASTN2. Ini selaras dengan idea bahawa ASTN2 menjalankan tugasnya, memperdagangkan mereka dari permukaan sel untuk dipecah dan dikitar semula.
Ujian lebih lanjut menunjukkan bahawa sel dengan tahap ASTN2 yang lebih tinggi membuat sinaps yang lebih kuat. Ini menunjukkan bahawa ASTN2 yang tidak mencukupi - seperti yang mungkin berlaku jika gen yang mengekodinya bermutasi - akan menyebabkan sinaps yang lemah.
Perlu lebih memahami peranan otak kecil
Kajian itu menyebutkan kerja yang dilakukan di Johns Hopkins University, di mana beberapa anggota keluarga dengan ASD, kelewatan bahasa, dan keadaan perkembangan saraf yang lain membawa sejumlah mutasi ASTN2.
Para penyelidik juga menyebutkan kajian populasi yang besar dan terpisah yang menemui kaitan antara mutasi ASTN2 dan beberapa jenis keadaan otak.
Mereka menyimpulkan bahawa penemuan mereka menyokong idea bahawa gangguan proses yang memastikan campuran dan pergantian protein permukaan yang sesuai dalam sel otak dapat menjadi faktor dalam beberapa keadaan perkembangan saraf.
Mereka juga mengatakan bahawa ada keperluan untuk lebih memahami peranan otak kecil dalam keadaan ini.
"Orang baru mula menyedari bahawa otak kecil tidak hanya ada untuk mengawal pergerakan dan pembelajaran motor. Ia mempunyai peranan yang jauh lebih kompleks dalam kognisi dan bahasa. "
Prof Mary E. Hatten
