Genetische Regulation der Gehirnentwicklung bei psychischen Erkrankungen

Eine umfassende Untersuchung der mit psychiatrischen Erkrankungen verbundenen Gene hat ergeben, dass die meisten Gene vor der Geburt im sich entwickelnden menschlichen Gehirn vorhanden sind.

Forscher der Yale University entdeckten auch, dass Hunderte von genetischen Unterschieden zwischen Männern und Frauen festgestellt wurden, wenn ihr Gehirn im Mutterleib Gestalt annimmt.

Die Studie ist in der Zeitschrift zu finden Natur.

Neurowissenschaftler schätzen, dass das menschliche Gehirn hundert Milliarden Gehirnzellen hat, die eine unkalkulierbare Anzahl von Verbindungen benötigen.

In der Studie verfolgten Yale-Forscher 86 Prozent der 17.000 menschlichen Gene, von denen angenommen wird, dass sie für die Schaffung des Gehirns rekrutiert werden.

Die Forscher untersuchten nicht nur, welche Gene an der Entwicklung beteiligt sind, sondern auch, wo und wann sie exprimiert oder aktiviert werden.

"Wir kannten viele der Gene, die an der Entwicklung des Gehirns beteiligt sind, aber jetzt wissen wir, wo und wann sie im menschlichen Gehirn funktionieren", sagte Nenad Sestan, Ph.D., leitender Autor der Studie.

"Die Komplexität des Systems zeigt, warum das menschliche Gehirn so anfällig für psychiatrische Störungen ist."

Die Studie identifizierte Gene, die im menschlichen Gehirn vertreten sind, und wann und wo sie im Gehirn exprimiert wurden. Die Wissenschaftler verwendeten mehr als 1.300 Gewebeproben von 57 Probanden im Alter von 40 Tagen nach der Empfängnis bis 82 Jahre.

Die Analyse von über 1,9 Milliarden Datenpunkten durch die Yale-Wissenschaftler erstellte eine beispiellose Karte der genetischen Aktivität im Gehirn in verschiedenen Entwicklungsstadien.

Die Forscher waren beeindruckt, dass ein Großteil des menschlichen Gehirns vor der Geburt geformt wurde.

Zum Beispiel analysierte das Team Gene und Varianten, die zuvor mit Autismus und Schizophrenie in Verbindung gebracht wurden und deren Symptome in den ersten Lebensjahren bzw. im frühen Erwachsenenalter auftreten. Die neue Analyse zeigt molekulare Hinweise auf die Expression dieser verdächtigen Gene vor der Geburt.

"Wir fanden ein ausgeprägtes Muster der Genexpression und Variationen vor der Geburt in Bereichen des Gehirns, die eine höhere kognitive Funktion beinhalten", sagte Sestan. "Es ist klar, dass diese krankheitsassoziierten Gene entwicklungsreguliert sind."

Beim Vergleich des Gehirns von Männern und Frauen stellten die Forscher fest, dass zusätzlich zu dem Y-Chromosomengen, das nur bei Männern vorkommt, jedes Geschlecht deutliche Unterschiede in vielen Genen aufweist, die beide Geschlechter gemeinsam haben.

Dieser Unterschied wurde sowohl bei der Expression des Gens als auch bei der Aktivität des Gens festgestellt. Die meisten Unterschiede wurden vor der Geburt festgestellt.

Quelle: Yale University