Bisakah perdagangan protein yang buruk menjadi faktor autisme?
Protein yang mutasinya ditemukan pada orang dengan autisme dan kondisi perkembangan saraf lainnya membantu menjaga koneksi antar neuron di otak berjalan lancar.
Penelitian yang baru diterbitkan - dipimpin oleh Rockefeller University di New York City, NY - mengungkapkan bahwa protein astrotactin 2 (ASTN2) dapat memperdagangkan reseptor menjauh dari permukaan neuron dan mencegahnya menumpuk di sana.
Koneksi antara neuron sangat penting untuk fungsi otak.
Mereka bekerja karena reseptor, yang berada di permukaan sel, selalu siap untuk bermitra dengan neurotransmiter yang masuk dari sel lain.
Prosesnya dinamis dan membutuhkan siklus reseptor yang terus-menerus “on dan off” membran sel untuk memastikan respons yang cepat terhadap sinyal. Protein perdagangan membantu menjaga reseptor tetap bergerak.
Studi terbaru, yang sekarang ditampilkan di file Prosiding National Academy of Sciences, juga menyarankan mekanisme di mana gangguan spektrum autisme (ASD), seperti kondisi perkembangan saraf autisme, dapat timbul dari cacat pada ASTN2.
Penyebab pasti dari kondisi perkembangan saraf sebagian besar tidak diketahui, meskipun banyak tanda yang dapat dilacak pada perkembangan otak awal. Para ilmuwan percaya bahwa asal usulnya rumit dan melibatkan faktor genetik, biologis, dan lingkungan.
Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC), sekitar 1 dari 68 anak-anak dari Amerika Serikat telah "diidentifikasi dengan ASD," dengan anak laki-laki lebih dari empat kali lebih mungkin diidentifikasi dengan ASD daripada anak perempuan.
Memperdagangkan protein
Dalam pekerjaan sebelumnya, penulis studi senior Mary E. Hatten, seorang profesor ilmu saraf dan perilaku di Universitas Rockefeller, telah menemukan bahwa ASTN2 memiliki peran perdagangan selama perkembangan awal saat sel bermigrasi.
Kehadiran protein ini di otak orang dewasa, bagaimanapun, memimpin penulis studi Hourinaz Behesti, ketika dia bergabung dengan laboratorium Prof. Hatten, untuk mengandaikan bahwa ASTN2 mungkin juga memiliki peran lain.
Kadar ASTN2 tampaknya sangat tinggi di wilayah otak yang disebut otak kecil. Secara tradisional, wilayah otak ini dianggap berkaitan dengan kontrol gerakan, tetapi, penulis lapor, "bukti terbaru menunjukkan" bahwa itu mungkin juga terlibat dengan "fungsi nonmotor, termasuk bahasa, memori visuospasial, perhatian, dan emosi."
Dengan menggunakan mikroskop elektron, para peneliti kemudian mengidentifikasi situs ekspresi ASTN2 di otak kecil tikus.
Mereka menemukan bahwa protein itu terutama ditemukan dalam struktur yang disebut "vesikula endositik dan autofagositik", yang mengangkut protein ke dalam neuron.
Sinapsis yang lebih lemah
Para ilmuwan juga mengidentifikasi beberapa molekul yang mengikat ASTN2. "Mitra pengikat" ini termasuk protein yang diketahui diperdagangkan di dalam neuron dan protein lain yang membantu membangun sinapsis.
Sinapsis adalah struktur sel yang memungkinkan neuron melewatkan sinyal listrik dan kimia satu sama lain. Tim sebelumnya juga menemukan ASTN2 yang diekspresikan di dalam "duri dendritik" di sinapsis.
Peningkatan ASTN2 dalam neuron tikus menyebabkan penurunan molekul yang berikatan dengan ASTN2. Ini sesuai dengan gagasan bahwa ASTN2 melakukan tugasnya, memperdagangkannya dari permukaan sel untuk dipecah dan didaur ulang.
Tes lebih lanjut mengungkapkan bahwa sel dengan tingkat ASTN2 yang lebih tinggi membuat sinapsis yang lebih kuat. Ini menunjukkan bahwa ASTN2 yang tidak mencukupi - seperti yang mungkin terjadi jika gen yang mengkodekannya bermutasi - akan menyebabkan sinapsis yang lebih lemah.
Perlu lebih memahami peran otak kecil
Studi tersebut mengutip pekerjaan yang dilakukan di Universitas Johns Hopkins, di mana beberapa anggota keluarga dengan ASD, keterlambatan bahasa, dan kondisi perkembangan saraf lainnya membawa sejumlah mutasi ASTN2.
Para peneliti juga menyebutkan studi populasi besar yang terpisah yang menemukan hubungan antara mutasi ASTN2 dan beberapa jenis kondisi otak.
Mereka menyimpulkan bahwa temuan mereka mendukung gagasan bahwa gangguan proses yang memastikan campuran yang tepat dan pergantian protein permukaan dalam sel otak dapat menjadi faktor dalam beberapa kondisi perkembangan saraf.
Mereka juga mengatakan bahwa ada kebutuhan untuk lebih memahami peran otak kecil dalam kondisi ini.
“Orang-orang baru mulai menyadari bahwa otak kecil tidak hanya ada di sana untuk mengontrol gerakan dan pembelajaran motorik. Ia memiliki peran yang jauh lebih kompleks dalam kognisi dan bahasa. "
Prof. Mary E. Hatten
