Модель клеток выявила важный фактор в развитии нейронов

Учёные из Института Вистар под руководством Алессандро Гардини (Alessandro Gardini, Ph.D.) выяснили новые детали о том, как определённые биологические процессы влияют на развитие нервных клеток. Их открытие молекулярного "мостового" комплекса демонстрирует новый уровень понимания раннего нейроразвития — что фундаментально для изучения нейроразвивающих синдромов.

Новая статья "The enhancer module of integrator controls cell identity and early neural fate commitment" опубликована в журнале Nature Cell Biology.

"Лучше понимая, как нервная система развивается на самом раннем этапе, мы лучше подготовлены для оценки причин и потенциальных решений нейроразвивающих расстройств. Наше исследование даёт ценное доказательство, что развитие нервных клеток не определяется исключительно факторами транскрипции", — сказал доктор Гардини.

Хотя каждая клетка нашего тела несёт одну и ту же генетическую информацию, не все клетки идентичны. Клетки получают указания, каким типом клеток стать: мышечными, кровяными, нейронами и т.д. На ранних стадиях биологического развития стволовые клетки переходят из состояния "плюрипотентности" — способности неспециализированной клетки развиться в любой из множества зрелых, специализированных типов клеток в зависимости от биологических сигналов и воздействий, которые они получают по пути.

Доктор Алессандро Гардини изучал сигналы и воздействия, которые заставляют плюрипотентные стволовые клетки начать развиваться в нервные клетки в процессе "нейрогенеза": формирования человеческой нервной системы, включая мозг. Человеческий нейрогенез не до конца понят, но определённые мутации в субъединицах белкового комплекса под названием Integrator — который влияет на нейрогенез — были связаны с нейроразвивающими расстройствами.

Гардини и его команда исследовали субъединицу Integrator INST10, которая в клетках как центральной, так и периферической нервной системы была более обильной, чем другие субъединицы того же комплекса Integrator; это подтвердило, что нервные клетки имеют существенную потребность в INST10.

Используя клеточную модель, имитирующую раннее нейроразвитие, исследователи подтвердили, что клетки с уменьшенным количеством INST10 не только демонстрируют совершенно другие сигнатуры экспрессии генов — они также, по-видимому, отклонялись от развития в нервные клетки и двигались в сторону развития в мезенхимальные клетки. Это подтвердило, что присутствие INST10 поддерживает клеточную идентичность нейронов.

На уровне анализа отдельных клеток линии стволовых клеток со сниженным INST10 теряли экспрессию "главных нейрональных генов", одновременно приобретая сигнатуры экспрессии генов, соответствующие программированию на становление кишечными или клетками гладких тканей. Эти находки подтвердили, что INST10 критически важен для поддержания клеточной идентичности нервных клеток как во время начального развития, так и на протяжении всей жизни клетки.