Последовательно экспрессируемые гены в нейральных предшественниках создают нейронное разнообразие

Биологи из Нью-Йоркского университета обнаружили, что серия генов, последовательно экспрессируемых в стволовых клетках мозга, контролирует генерацию нейронного разнообразия в зрительной системе плодовых мушек. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Для правильного развития и функционирования мозга из небольшого числа клеток-предшественников должно быть сгенерировано огромное множество различных типов нейронов и глии. Понимание деталей этого процесса поможет в распознавании и лечении ряда неврологических заболеваний, таких как микроцефалия или нейродегенерация.

Исследование, проведённое в лаборатории профессора Клода Десплана, изучало этот процесс на примере нейронов зрительных центров плодовой мушки Drosophila. Drosophila — удобная модель для изучения нейронного разнообразия из-за относительной простоты, хотя исследуемая структура мозга, называемая медуллой, содержит около 40 000 нейронов, относящихся к более чем 70 типам клеток.

Учёные исследовали гены, экспрессируемые в нейробластах — делящихся нейральных стволовых клетках, генерирующих нейроны — в медулле, а также то, как и когда они экспрессируются. Результаты показали, что пять генов, кодирующих пять различных транскрипционных факторов (белков, связывающихся с определёнными последовательностями ДНК), экспрессируются в строго определённом порядке в каждом нейробласте медуллы по мере его старения. Эти пять генов образуют временной каскад: один ген может активировать следующий и подавлять предыдущий, обеспечивая прогрессию временной последовательности.

Именно этот процесс, как выяснили исследователи, контролирует последовательную генерацию различных нейронных типов в медулле Drosophila. Эти результаты, вместе с другими исследованиями в данной области, позволяют предположить, что аналогичный механизм используется для генерации нейронного разнообразия в мозге человека и других млекопитающих.