Characterization of the proteome, diseases and evolution of the human postsynaptic density : Nature Neuroscience : Nature Publishing Group

Characterization of the proteome, diseases and evolution of the human postsynaptic density
Àlex Bayés,Louie N van de Lagemaat,Mark O Collins,Mike D R Croning,Ian R Whittle,Jyoti S Choudhary& Seth G N Grant

Journal name: Nature Neuroscience
Year published:(2010)
DOI: doi:10.1038/nn.2719

Received23 June 2010
Accepted12 November 2010
Published online19 December 2010

We isolated the postsynaptic density from human neocortex (hPSD) and identified 1,461 proteins. hPSD mutations cause 133 neurological and psychiatric diseases and were enriched in cognitive, affective and motor phenotypes underpinned by sets of genes. Strong protein sequence conservation in mammalian lineages, particularly in hub proteins, indicates conserved function and organization in primate and rodent models. The hPSD is an important structure for nervous system disease and behavior.

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Figures at a glance
leftFigure 1: hPSD diseases and enriched phenotypes.
(a) Distribution of hPSD nervous system diseases in four ICD-10 chapters (left) with chapter VI expanded (right) to show further subclassifications. (b) Representative human and mouse phenotypes enriched in the hPSD. Categories (bold) of human and mouse phenotypes with numbers of genes (hPSD genes) are shown. Heat map comparing enrichment of these phenotypes in four gene sets relative to the enrichment of the hPSD (shown in red). All other gene sets showed lower enrichment (darker colors with black representing no enrichment). Astrocyte, human astrocyte transcriptome12; brain, whole mouse brain proteome13; genome, human genome; Hs, human; Mm, mouse; neuron, human cortical neuron transcriptome14. HPO and MPO phenotype IDs are shown in brackets after each named phenotype.
Figure 2: hPSD sequence conservation.

abstract:
Characterization of the proteome, diseases and evolution of the human postsynaptic density : Nature Neuroscience : Nature Publishing Group

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Characterization of the proteome, diseases and evolution of the human postsynaptic density : Nature Neuroscience : Nature Publishing Group





NEUROLOGÍA
Actualidad Ultimas noticias - JANOes
Identifican un conjunto de proteínas activo en más de 130 enfermedades cerebrales
JANO.es · 22 Diciembre 2010 13:13

El descubrimiento ha permitido relacionar las enfermedades que afectan a la sinapsis humana y proporciona una nueva vía para estudiar la evolución del cerebro y la conducta.


Científicos del Instituto Wellcome Trust Sanger y la Universidad de Edimburgo han estudiado muestras del cerebro humano para aislar un conjunto de proteínas que da lugar a más de 130 enfermedades cerebrales. El trabajo, que se publica en la edición digital de la revista Nature Neuroscience, también muestra un vínculo entre las enfermedades y la evolución del cerebro humano.

El cerebro es el órgano más complejo del cuerpo y millones de células nerviosas se conectan por millones de sinopsis. Dentro de cada sinapsis existe un conjunto de proteínas que se unen para desarrollar una maquina molecular llamada densidad postsináptica, también denominada PSD. Aunque los estudios en la sinapsis en animales han indicado que la PSD podría ser importante en las enfermedades y la conducta humanas, se sabe poco sobre ella en los humanos.

Los científicos han extraído la PSD de la sinapsis de pacientes que pasaban por cirugía cerebral y descubrieron sus componentes moleculares utilizando un método llamado proteómica. Esto reveló que 1.461 proteínas, cada una codificada por un gen diferente, se encuentran en la sinapsis humana. Esto ha hecho posible, por primera vez, identificar de forma sistemática las enfermedades que afectan a la sinapsis humana y proporcionan una nueva vía para estudiar la evolución del cerebro y la conducta.

"Descubrimos que en más de 130 enfermedades cerebrales participa la PSE, eso es mucho más de lo esperado. Estas enfermedades influyen en patologías debilitantes comunes como Alzheimer, Parkinson y otros trastornos neurodegenerativos, así como epilepsias y enfermedades del desarrollo infantil, incluyendo formas de autismo y discapacidad en el aprendizaje", explica Seth Grant, responsable del estudio. Para el investigador, estos descubrimientos muestran que el PSD humano se encuentra en el centro de un amplio rango de enfermedades humanas que afectan a millones de personas.

Otras vías para nuevos tratamientos

"Dado que muchas enfermedades diferentes implican al mismo conjunto de proteínas podríamos desarrollar nuevos tratamientos que podrían utilizarse en muchas enfermedades. También podemos ver vías para desarrollar nuevas pruebas diagnósticas genéticas y formas de ayudar a los médicos a clasificar las enfermedades cerebrales", concluye Grant.

Los científicos examinaron la tasa de evolución de las proteínas del PSD a lo largo de millones de años de la evolución de los mamíferos, esperando que las proteínas evolucionaran al mismo ritmo que otras proteínas. Los resultados mostraron que las proteínas del PSD cambiaban mucho más lentamente de lo esperado, revelando que la PSD se había conservado en gran medida o evitado el cambio durante la evolución.

"La conservación de la estructura de estas proteínas sugiere que las conductas gobernadas por la PSD y las enfermedades asociadas a ellas no han cambiado mucho en muchos millones de años. Esto también muestra que la sinapsis en los roedores es mucho más similar a la de los humanos de lo esperado y muestra que ratones y ratas son adecuados modelos para estudiar las enfermedades del cerebro humano", añade Grant.


Nature Neuroscience (2010), doi:10.1038/nn.2719
Characterization of the proteome, diseases and evolution of the human postsynaptic density : Nature Neuroscience : Nature Publishing Group

Instituto Wellcome Trust Sanger
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Universidad de Edimburgo
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