Пространственно-временная карта экспрессии протеома всего мозга домашних собак
Домашние собаки, имеющие долгую историю коэволюции и коадаптации с человеком, развили сложные гетероспецифические социальные и когнитивные способности. Это делает их уникальной моделью для понимания развития и функций человеческого мозга, особенно социальных и когнитивных.
Исследовательская группа под руководством профессора Чжан Юнина из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук провела сравнительное исследование постнатального развития мозга человека, собаки и мыши. Результаты опубликованы онлайн в журнале Molecular & Cellular Proteomics 20 июня.
Точная пространственная и временная регуляция экспрессии белков — исполнителей биологических функций — критически важна для развития и работы мозга. Постнатальное развитие не менее важно, чем эмбриональное. Однако систематически на протеомном уровне ранее анализировались только мозги взрослых людей и мышей. Исследователи количественно профилировали протеомы шести областей мозга (кора мозжечка, обонятельная луковица, гиппокамп, префронтальная кора, миндалевидное тело и стриатум) на трёх постнатальных стадиях: неонатальной, ювенильной и взрослой.
Результаты показали, что разные области мозга имеют различную цитоархитектонику, функции и прогрессию миелинизации. Межрегиональные паттерны экспрессии ортологичных белков, особенно вовлечённых в митохондриальные пути, были схожи между собакой и человеком, но отличались у мыши и человека. Это сходство в экспрессии белков согласуется с консервативными модулями частоты цис-регуляторных элементов (CREF) между собакой и человеком.
«Мы работаем над исследованием аутизма более 15 лет. Получив данные, мы хотели узнать пространственные паттерны экспрессии белков, связанных с психическими заболеваниями, у разных видов», — сказал профессор Чжан, автор-корреспондент исследования.
Многие психические расстройства человека, для которых характерны дефициты социального познания, имеют очевидные аналоги у собак. «Мы идентифицировали 328 ортологов белков, ассоциированных с расстройством аутистического спектра и шизофренией (ASD/Scz), экспрессирующихся в мозге трёх видов, и показали, что межрегиональная экспрессия ASD/Scz-белков в мозге собаки была значительно более схожа с человеческой, чем у мыши», — сказал доктор Хун Хуэйлинь, первый автор исследования.
«Это исследование предоставляет важную информацию для руководства механистическими и трансляционными исследованиями заболеваний человеческого мозга с использованием соответствующих животных моделей», — отметил профессор Чжан Япин, член Китайской академии наук.