21:34 2022-11-29
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cercetătorii investighează diferențierea neuronilor în creierul muștelor fructelor
_ Cercetătorii investighează diferențierea neuronilor în fructe creier de muște
Creierul tuturor animalelor de ordin superior este plin cu o gamă diversă de tipuri de neuroni, cu forme și funcții specifice. Cu toate acestea, atunci când aceste creiere se formează în timpul dezvoltării embrionare, există inițial doar un mic grup de tipuri de celule cu care să lucrăm. Deci, cum se diversifică neuronii în timpul dezvoltării embrionului? Cercetătorii știu că celulele stem neuronale numite neuroblaste se divid de mai multe ori pentru a produce secvențial neuroni cu funcție specializată, dar mecanismele acestui proces și modul în care variază sincronizarea pentru diferite gene și tipuri de neuroni nu sunt încă pe deplin înțelese.
În. o nouă lucrare publicată în eLife, Alokananda Ray, un candidat la doctorat în timpul studiului și acum absolvit, și Xin Li (GNDP), profesor asistent de biologie celulară și de dezvoltare la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign, au renunțat lumină asupra procesului din medula optică a Drosophila melanogaster, musca fructelor.
Pe măsură ce neuroblastele se divid și se diferențiază, ele exprimă factori de transcripție care în cele din urmă direcționează celulele fiice asupra tipului de neuron care urmează să fie. Deoarece sunt exprimați într-un mod special, în funcție de momentul în care se despart, acești factori de transcripție, numiți factori de transcripție temporali, acționează ca un marker care le spune cercetătorilor în ce stadiu specific se află neuroblastul și le permite să pună cap la cap ordinea evenimentelor din acest cascada neurogenezei. Cercetătorii s-au concentrat pe două TTF-uri diferite din creierul muștei fructelor, numite fără ochi și pereche neglijent, pentru a înțelege mai bine cum diferențele în exprimarea TTF-urilor care duc la soarte diferite ale neuronilor.
„Sistemele nervoase se diversifică de la un un mic grup de celule stem neuronale la marea diversitate de neuroni pe care îi vedem în creierul adult al animalelor de ordin superior”, a spus Ray. „Am vrut cu adevărat să înțelegem mecanismele moleculare care conduc tranziția acestor neuroblaste de la exprimarea unui factor de transcripție temporal la următorul factor de transcripție, care în cele din urmă determină ce tip de neuroni vor deveni acești descendenți.”
Cercetătorii. a folosit genetica și o serie de tehnici, inclusiv teste reporter, colorarea anticorpilor și microscopie pentru a măsura modelul de expresie al genelor în medulul optic al creierului muștei fructelor în timpul dezvoltării. De obicei, regiunile ADN-ului care sunt considerate a fi „importante” sunt secvențele care conțin gene. Cu toate acestea, prin aceste experimente, cercetătorii au descoperit că două regiuni necodificatoare din apropierea genelor împerecheate neglijent au fost esențiale pentru a se asigura că TTF-urile împerecheate neglijente sunt exprimate la momentul și cantitatea potrivite. Apoi, cercetătorii au eliminat aceste regiuni ADN necodificatoare, numite amplificatori, folosind tehnica de editare a genelor CRISPR pentru a vedea cum a fost afectat creierul muștelor și au descoperit că muștele cu potențiatori șterse au arătat o absență completă a expresiei TTF-ului pereche neglijent. în neuroblastele medulare.
„În exterior, nu vedem modificări morfologice de la eliminarea amplificatorilor perechi neglijent, dar neuronii generați în stadiul de pereche neglijentă vor lipsi din creier și cred că neuronii generați în etapele ulterioare se vor pierde, de asemenea,” a spus Li.
A doua descoperire majoră din lucrare a fost că un mecanism numit semnalizare Notch funcționează împreună cu TTF-urile precedente pentru a activa expresia următoarelor TTF-uri în întrebare. Cercetătorii au determinat că nu numai că semnalizarea Notch este importantă pentru reglarea expresiei TTF, dar și modul în care reglează depinde de locul în care se află celulele în cascada neurogenezei. Cu alte cuvinte, odată ce a fost realizat un anumit număr de un anumit tip de neuron, semnalizarea Notch reglează tranziția astfel încât neuroblastele încep să se diferențieze într-un tip diferit de neuron.
„Este necesar un singur TTF pentru a activa următorul TTF, dar acesta singur nu este suficient pentru a provoca tranziția”, a explicat Li. „După fiecare ciclu celular, semnalizarea Notch va activa în continuare următorul TTF până la atingerea unui anumit nivel, moment în care va reprima TTF-ul anterior; apoi va avea loc tranziția la următoarea etapă TTF. Practic, acest mecanism cuplează modelarea temporală. în aceste celule stem neuronale cu generarea unui număr adecvat de neuroni la fiecare etapă temporală.”
Deși TTF-urile variază între animale, semnalizarea Notch este foarte conservată, ceea ce înseamnă că înțelegerea mecanismelor moleculare care reglează diferențierea neuronilor în musca se poate traduce prin alte animale de ordin superior. Descoperirile acestui studiu luminează unele dintre mecanismele care stau la baza diversității neuronilor din creier, dar cercetătorii au spus că sunt mai multe de explorat.
„Identificarea determinanților moleculari, sau amplificatori, care sunt necesari pentru tranziție. a avea loc de la fără ochi la pereche neglijent ne oferă idei despre cum pot fi, de asemenea, reglementate alte tranziții”, a explicat Ray. „Vom încerca să identificăm alți amplificatori pe care TTF-urile anterioare îi leagă pentru a activa expresia factorilor următori.”
Comentarii:
Adauga Comentariu