Главный регулятор развития головного мозга

Главный регулятор развития головного мозга

Ученые Института молекулярной биологии (ИМБ) в Майнце разгадали сложный механизм регуляции, объясняющий генетическое управление формирования клеток головного мозга. Исследование, опубликованное в The EMBO Journal, является важным шагом на пути к пониманию вопросов развития мозга. Оно также полезно для регенеративной медицины.

Нейродегенеративные расстройства типа болезни Паркинсона часто характеризуются необратимой потерей клеток головного мозга (нейронов). В отличие от многих других типов клеток организма, нейроны, как правило, не способны регенерировать сами по себе, так что в случае повреждения мозга он практически не восстанавливается. Чтобы заставить мозг регенерировать, надо понять, как он развивается, а затем попытаться имитировать этот процесс. Дело осложняется тем, что мозг является одним из самых сложных органов, и почти ничего не известно о молекулярных механизмах регуляции деятельности мозга.

Исследовательский коллектив доктора Виджай Тивари Института молекулярной биологии Майнцского университета изучили ген NeuroD1, играющий ключевую роль в развитии мозга. Этот ген экспрессируется в развивающемся головном мозге и начинает нейрогенез.

Учёные показали, что при развитии мозга ген NeuroD1 не только проявляется в стволовых клетках головного мозга, но и выступает в качестве главного регулятора большого количества генов, побуждающих эти клетки пролиферировать в нейроны. Они использовали методы нейробиологии, эпигенетики и вычислительной математики, чтобы показать, что эти гены, как правило, неактивны в развитии организма, но ген NeuroD1 активирует их.

Более того, эти гены остаются активными даже когда NeuroD1 инактивируется. По выражению учёных, ген NeuroD1 создает эпигенетическую память дифференцировки нейронов в клетке.

Абхиджит Патаскар и Йоханнес Юнг (авторы статьи) объясняют значение этого открытия: «Наше исследование показало, как единственный фактор, NeuroD1, обладает способностью изменять эпигенетическую картину клетки, воздействую на экспрессию генов, управляющих генерацией нейронов. Это значительный шаг на пути к пониманию взаимосвязи между последовательностью ДНК, эпигенетическими изменениями и видами клеток. Это не только проливает новый свет на формирование мозга в ходе эмбрионального развития, но и открывает новые возможности для восстановительной терапии «.

По материалам Neurosciences newsMainz University