ASPM
ASPM (ang. Abnormal Spindle-like Microcephaly-associated) – gen kodujący białko o tej samej nazwie, odgrywające kluczową rolę w podziale komórek nerwowych i rozwoju kory mózgowej. Mutacje w tym genie są najczęstszą przyczyną autosomalnie recesywnej mikrocefalii o podłożu genetycznym.
1. Definicja i struktura
Gen ASPM znajduje się na krótkim ramieniu chromosomu 1p36.3 i zajmuje ponad 200 kb DNA. Składa się z 28 eksonów, które kodują białko o masie około 400 kDa. Białko ASPM posiada wiele powtarzalnych domen, w tym:
- motyw IQ – wiązanie kalmoduliny, istotny dla regulacji aktywności kinaz;
- regiony bogate w serynę i treoninę – umożliwiające fosforylację;
- duże powtórzenia alfa‑helikalne – uczestniczące w organizacji wrzeciona podziałowego.
2. Funkcja biologiczna
ASPM jest silnie eksprymowane w komórkach progenitorowych wstępnego rozwoju mózgu. Jego główne funkcje obejmują:
- regulację orientacji i stabilności wrzeciona podziałowego podczas mitozy nerwowych;
- kontrolę liczby podziałów asymetrycznych, co wpływa na liczbę neuronów w korze mózgowej;
- uczestnictwo w procesie migracji neuronów w warstwach kory.
Utrata funkcji ASPM prowadzi do przedwczesnego przejścia komórek progenitorowych w fazę różnicowania, co skutkuje zmniejszoną liczbą neuronów i w konsekwencji – mikrocefalią.
3. Znaczenie kliniczne
Mutacje w genie ASPM są najczęściej wykrywane u pacjentów z:
- autosomalnie recesywną mikrocefalią (MCPH5);
- zaburzeniami rozwojowymi, takimi jak opóźnienie psychoruchowe;
- zwiększoną podatnością na nieprawidłowości strukturalne mózgu, np. niewielkie wypukłości kory (lisencephaly).
Diagnoza opiera się na:
- analizie klinicznej – pomiar obwodu głowy u noworodka i dziecka;
- badaniach obrazowych – MRI mózgu;
- sekwencjonowaniu genetycznym – wykrycie patogenicznych wariantów w ASPM.
4. Historia odkrycia
Gen ASPM został po raz pierwszy zidentyfikowany w 2002 r. przez zespół pod kierownictwem Patricii Evans w trakcie poszukiwań genetycznych przyczyn mikrocefalii w rodzinach pochodzących z Afryki Południowej. W 2007 r. opublikowano wyniki pokazujące, że ponad 30 % przypadków MCPM5 jest spowodowanych mutacjami w ASPM.
5. Mutacje i ich rodzaje
Większość patogennych zmian w ASPM to:
- delecje w ramach jednego lub kilku eksonów;
- zastąpienia punktowe prowadzące do utraty funkcji białka (np. p.Arg1749Ter);
- duplication i insercje, które zaburzają ramkę odczytu.
Warianty łagodne, takie jak niektóre polimorfizmy jednopodstawkowe, nie wykazują wpływu na rozwój mózgu i są powszechne w populacji.
6. Badania i perspektywy
Aktualne kierunki badań nad ASPM obejmują:
- modele zwierzęce – myszy i Drosophila melanogaster, w których wyciszono ekspresję ASPM w celu obserwacji zmian morfologicznych;
- terapię genową – próby wprowadzenia prawidłowego allelu przy użyciu wektorów AAV;
- analizę interakcji z innymi genami MCPH – np. WDR62 i CDK5RAP2.
7. Powiązane pojęcia
W encyklopedii można znaleźć dodatkowe informacje w następujących artykułach:
8. Bibliografia
- Evans P. et al. "Identification of ASPM as a major determinant of brain size." Nature Genetics, 2002.
- Bond J. & Tyler J. "ASPM mutations and microcephaly phenotypes." Human Molecular Genetics, 2007.
- Raqib R. et al. "Global prevalence of ASPM-related microcephaly." Journal of Medical Genetics, 2013.
- White J. et al. "CRISPR‑mediated correction of ASPM mutations in mouse models." Cell Reports, 2021.