自闭症基因使老鼠的大脑不灵活

大约1%被诊断患有自闭症谱系障碍和智力障碍的患者的SETD5基因突变。现在，科学家们发现了当基因在小鼠体内发生突变时，在分子水平上会发生什么，以及这如何改变小鼠的行为。这是了解SETD5基因突变如何在受影响的患者中引起认知变化的重要一步。这项研究是由IST Austria教授Gaia Novarino和德国海德堡欧洲分子生物学实验室的组长Kyung-Min Noh领导的。结果表明，具有SETD5突变的小鼠的大脑可能较不灵活，该结果今天在《自然神经科学》上发表。

在2014年发表的先前研究中，盖亚·诺瓦里诺(Gaia Novarino)与波恩大学的一个小组合作，将SETD5基因的突变鉴定为智力残疾和自闭症的相对常见原因。在被诊断患有智力障碍和/或自闭症谱系障碍的患者中，可以追溯到基因突变，其中1%的患者的基因SETD5有突变。Novarino说，然而，在现在发表的后续研究之前，尚不知道SETD5的作用是什么：“这是我们工作的动力。对这个基因一无所知，我们想找出它的产物是什么。”

研究人员着手在分子水平上表征SETD5基因产物的作用，并将其与SETD5突变时行为的变化联系起来。盖亚·诺瓦里诺(Gaia Novarino)澄清说，这项努力并不是要了解小鼠生物学。“我们想知道在SETD5突变的患者中会发生什么。为了能够理解这一点，我们制造了与人类相同的遗传缺陷的小鼠。”

在他们的研究中，研究人员描述了携带一个突变的SETD5拷贝和一个完整的基因拷贝的小鼠发生了什么。他们发现，在小鼠胚胎中，SETD5对于调节基因转录非常重要，DNA的蓝图转化为一套用于制造蛋白质的指令，这一过程是至关重要的。在早期发育中，SETD5在组织规范中起作用，这就是当SETD5发生突变时会看到发育缺陷的原因。

在生命的后期，SETD5在整合信号时(例如形成记忆或在学习过程中)在动态过程中调节基因转录。当具有SETD5突变的小鼠面临学习挑战时，基因转录的动力学与没有突变的小鼠不同。

研究人员假设，具有SETD5突变的小鼠的大脑更不灵活。发现SETD5小鼠的记忆力太强，不容易被覆盖。“在大脑中，平衡和精确的反应非常重要。SETD5小鼠的记忆更加稳定，可能使大脑僵化。由于大脑的灵活性较差，因此他们无法轻松地创造新的记忆或适应新的情况。” Gaia Novarino解释说。

研究作者还发现，SETD5与其他蛋白质协同作用，在学习和记忆形成过程中调节基因表达。Kyung-Min Noh说，这些相关基因中的几个突变后，也会导致患者的智力残疾和/或自闭症谱系障碍。“我们发现了一组与这些疾病有关的基因。”

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