ringkasan: Kehadiran protein MECP2 dalam neuron parvalbumin (PV) sangat penting bagi tikus yang baru lahir untuk belajar dengan cepat dan merespons tangisan anak mereka yang tertekan, menunjukkan bagaimana otak diatur ulang selama tahap pembelajaran orang dewasa yang sangat penting.

Ketika MECP2 tidak ada, tikus induk menunjukkan perilaku lalai terhadap anak-anaknya, yang menggambarkan bagaimana cacat pada protein dapat berkontribusi terhadap defisit komunikasi dan interpretasi pada gangguan perkembangan saraf seperti sindrom Rett pada manusia.

Lebih jauh lagi, penelitian ini menyoroti keserbagunaan sirkuit otak, yang meskipun semakin mengeras seiring bertambahnya usia, namun tetap memiliki kemampuan untuk terhubung kembali selama peristiwa kehidupan tertentu.

Studi penting ini membuka jalan baru, berpotensi menunjuk pada sirkuit otak yang terlibat dalam kondisi neurologis umum, dan memberikan kerangka kerja untuk mengeksplorasi pengobatan.

Fakta-fakta kunci:

1. Penting untuk menjadi ibu: Pada tikus, protein MECP2, terutama pada neuron PV, sangat penting untuk memungkinkan ibu baru belajar dan merespons kebutuhan keturunannya dengan tepat.
2. Tautan ke Sindrom Rett: Pada manusia, disfungsi MECP2 bertanggung jawab atas sindrom Rett, dan penelitian ini menegaskan jalur potensial untuk memahami dan mengobati gangguan perkembangan saraf dan kondisi serupa lainnya.
3. Kemampuan beradaptasi sirkuit otak: Meskipun sirkuit otak cenderung stabil seiring bertambahnya usia, pengalaman hidup tertentu, seperti menjadi ibu, dapat mengaktifkan kembali mekanisme untuk mengubah fungsi dan menghubungkannya, yang mungkin memiliki implikasi lebih luas untuk memahami gangguan otak yang muncul di kemudian hari.

sumber: CSHL

Otak yang sedang berkembang dibentuk oleh pemandangan, suara, dan pengalaman awal kehidupan. Sirkuit otak menjadi lebih stabil seiring bertambahnya usia. Namun, pengalaman tertentu di kemudian hari membuka peluang untuk memperbaiki sirkuit ini dengan cepat.

Penelitian baru yang dilakukan oleh Profesor Stephen Shea dari Laboratorium Cold Spring Harbor membantu menjelaskan bagaimana otak beradaptasi selama masa kritis masa dewasa: masa ketika ibu baru belajar merawat anak mereka.

Penelitian Shea pada tikus menunjukkan bagaimana proses pembelajaran ini terganggu ketika sekelompok kecil neuron kekurangan protein yang disebut MECP2. Pada manusia, disfungsi MECP2 menyebabkan gangguan perkembangan saraf yang langka, sindrom Rett.

Temuan Shea dapat mengarahkan para peneliti terhadap sirkuit otak yang terkait dengan sindrom Rett dan strategi pengobatan potensial. Penelitiannya juga dapat berdampak pada kondisi neurologis yang lebih umum. Shea menjelaskan:

“Kami sadar bahwa pasien dengan sindrom Rett mengalami kesulitan menafsirkan dan memproduksi bahasa. Kesulitan komunikasi tersebar luas pada gangguan spektrum autisme. Salah satu alasan kami mempelajari sindrom Rett adalah bahwa ini mungkin menjadi model berharga untuk bentuk autisme lainnya.

Studi laboratorium Shea tentang MECP2 dimulai sekitar 10 tahun yang lalu ketika dia pertama kali mengetahui bahwa tikus betina dengan mutasi pada Mecp2 Gen adalah orang tua yang buruk. Dalam hal mengasuh anak, sebagian besar ibu tikus adalah pembelajar yang cepat. Namun tanpa MECP2 yang cukup, “mereka mengabaikan bayinya dan tidak mendengarkan tangisannya,” kata Shea.

Shea dan timnya menguji bagaimana penghapusan MECP2 dari sel tertentu di otak tikus memengaruhi perilaku ibu. Mereka menemukan bahwa untuk menunda pengambilan kembali anak anjing, protein tersebut hanya perlu dihilangkan dari sebagian kecil sel di bagian pemrosesan suara di otak. Sel-sel penting dikenal sebagai neuron parvalbumin (PV). Agar tikus dapat mempelajari cara mengambil anak-anaknya secara efisien, tikus memerlukan MECP2 di sel-sel otak tertentu ketika mereka pertama kali mendengar tangisan kesusahan hewan-hewan muda.

Shea menunjukkan bahwa neuron PV juga memainkan peran penting dalam sirkuit otak di awal kehidupan. Sel-sel ini biasanya menekan sinyal dari neuron lain. Namun mereka melepaskan hambatan ini selama perkembangan, menciptakan kondisi untuk perubahan. Shea berkata:

“Kami menemukan bahwa beberapa mekanisme yang sama yang terlibat dalam perkembangan sebenarnya berperan pada orang dewasa. Mekanisme tersebut dapat diaktifkan kembali dan digunakan kembali untuk mengatur ulang otak pada titik waktu baru dalam kehidupan.

Dengan kata lain, ini bukan hanya tentang perkembangan atau kedewasaan. Penelitian ini mungkin dapat memberikan petunjuk mengenai kelainan otak yang berkembang di kemudian hari, seperti demensia dan penyakit Alzheimer.

Tentang berita penelitian genetika dan ilmu saraf

pengarang: Samuel Berlian
sumber: CSHL
komunikasi: Samuel Berlian – CSHL
gambar: Gambar dikreditkan ke Berita Neuroscience

Pencarian asli: Akses tertutup.
“Penghapusan selektif protein pengikat Metil CpG 2 dari interneuron parvalbumin di korteks pendengaran menunda permulaan pengambilan ibu pada tikus.“Oleh Stephen Shea dkk. Jurnal Ilmu Saraf

ringkasan

Penghapusan selektif protein pengikat Metil CpG 2 dari interneuron parvalbumin di korteks pendengaran menunda permulaan pengambilan ibu pada tikus.

Mutasi di MECP2 Menyebabkan gangguan perkembangan saraf dan sindrom Rett. MECP2 Kode untuk protein pengikat metil CpG 2 (MECP2), pengatur transkripsi yang mengaktifkan program genetik untuk plastisitas yang bergantung pada pengalaman.

Banyak gejala neurologis dan perilaku sindrom Rett mungkin disebabkan oleh pengaturan waktu dan ambang plastisitas yang tidak teratur.

Sebagai model plastisitas orang dewasa, kami mempelajari perubahan sirkuit penghambatan korteks pendengaran pada tikus betina ketika mereka pertama kali terpapar pada anak-anaknya; Plastisitas ini memfasilitasi respons perilaku anak anjing yang mengeluarkan panggilan darurat.

Penghapusan di tingkat otak Mecp2 Ini mengubah ekspresi penanda yang terkait dengan GABAergic interneuron parvalbumin (PVins) dan mengganggu permulaan pengambilan anak anjing.

Kami berasumsi kerugian itu Mecp2 Dalam PVins, ia berkontribusi secara tidak proporsional terhadap fenotip.

Di sini kita menemukan penghapusannya Mecp2 PVin menunda permulaan perilaku pengambilan ibu dan merekapitulasi fitur molekuler dan neurofisiologis utama dari penghapusan seluruh otak. Mecp2.

Kami mengamati bahwa ketika mutan PVin selektif dipaparkan pada anak anjing, ekspresi penanda PVin kortikal pendengaran meningkat dibandingkan dengan rekan tipe liar mereka.

Mutan spesifik PVin juga gagal menunjukkan plastisitas korteks pendengaran penghambatan yang terlihat pada tikus tipe liar ketika terpapar pada anak anjing dan suaranya. Terakhir, dengan menggunakan strategi genetik virus yang serbaguna, kami menunjukkan kerugian pascaperkembangan tersebut Mecp2 PVins dari korteks pendengaran cukup untuk menunda permulaan pengambilan ibu.

Hasil kami mendukung model di mana PVin memainkan peran sentral dalam plastisitas kortikal orang dewasa dan mungkin sangat rentan karena hilangnya Mecp2.