Біологи вивели мишей, що заїкаються

Дослідники з Медичної школи Вашингтонського Університету створили лінію мишей, які імітує заїкання людини - видані ними звуки як і у людей перериваються паузами. Дослідження мутантних тварин може полегшити розуміння причин заїкання і відкриває можливість пошуку фармакологічного коректора порушення мови. Дослідження опубліковано в журналі.

Причини заїкання у людини досі достовірно невідомі. Відомо, однак, що в невеликому відсотку випадків воно може бути спадковим. Так, у 2010 році генетикам з Інститутів здоров'я США вдалося виявити в Пакистані кілька родинних сімей, у яких заїкання передається з покоління в покоління. Аналіз генеалогії сімей і генетики носіїв дозволив локалізувати на 12 хромосомі ділянку геному, мутація в якому зустрічалася приблизно в 10 відсотках випадків у людей, що заїкаються, але майже ніколи не виявлялася за межами дослідженої вибірки.

Ця мутація, як виявилося, порушує роботу гена GNPTAB, що відповідає за хімічну модифікацію і направлення в лізосоми «травних» ферментів. Лізосоми - це оточені мембранної клітинні органели, в яких перетравлюються як власні, так і поглинені з середовища білки, вуглеводи, нуклеїнові та жирні кислоти. Поряд з протеасомами, вони є основним компонентом системи утилізації пошкоджених білків, а накопичення таких білків, як відомо, може бути причиною багатьох дегенеративних захворювань, - від хвороби Альцгеймера до хвороби Паркінсона.

Проблема, однак, у тому, що зв'язок між порушенням роботи лізосом і заїканням поки абсолютно незрозумілий. Ні біохімічних, ні фізіологічних, ні будь-яких інших відмінностей між людьми, які заїкаються, (крім власне, заїкання) вченим досі виявити не вдавалося. Саме цьому автори нової статті поставили перед собою завдання створити тваринну модель заїкання, на якій можна дослідити її причини набагато швидше і простіше.

Для створення «мишей, що заїкаються», вчені створили генетичний конструкт з аналогічною людині мутацією в мишиному гені GNPTAB і ввели його в геном гризунів. Найскладнішою частиною роботи, однак, виявилися не генетичні маніпуляції, аналіз їх наслідків. Оскільки миші не кажуть, вченим потрібно було створити спеціальну комп'ютерну систему аналізу звуків, яка дозволила б детектувати заїкання незалежно від мови або типу вокалізації. Ця система визначає кількість видаваних звуків в одиницю часу, наявність і розподіл в них пауз, а також інформаційну ентропію запису. Отримана система змогла правильно розпізнати заїкаючу людину в майже 80 відсотках випадків і була використана для «прослуховування» мишей.

Як тест вчені використовували писк новонароджених мишат, який ті видають, якщо матері немає поблизу. Виявилося, що незважаючи на те, що сумарно всі мишата пищать однаково інтенсивно, у мутантних і звичайних мишей розподіл видаваних звуків дійсно сильно відрізняється. Так, мутантні мишани роблять паузи в 2-3 рази частіше своїх одноплемінників, ці паузи довше і вигідний писк проводиться «ривками».

Маючи готову тваринну модель, вчені тепер можуть застосувати вже існуючі хімічні стимулятори та інгібітори роботи лізосом для дослідження заїкання. Хоча вважається, що тільки 9-16 відсотків випадків заїкання у людини пов'язано з порушеннями в роботі лізосом, така робота може дозволити встановити загальний причинно-наслідковий зв'язок між молекулярними механізмами роботи лізосом і порушеннями мови.