Tədqiqat zülalların sinir hüceyrələrinin prekursorlarını xüsusi neyronlara çevrilməsinə necə yönəltdiyini ortaya qoyur.

Beynin inkişafı çoxsaylı paralel və ardıcıl addımları əhatə edən yüksək səviyyədə təşkil edilmiş bir prosesdir. Bu addımların çoxu xüsusi genlərin aktivləşdirilməsindən asılıdır. Maks Plank Bioloji Kəşfiyyat İnstitutunda Kristian Mayerin rəhbərlik etdiyi bir qrup MEIS2 adlı zülalın bu prosesdə həlledici rol oynadığını aşkar etdi: o, tormozlayıcı proyeksiya neyronlarının formalaşması üçün lazım olan genləri aktivləşdirir. Bu neyronlar hərəkətə nəzarət və qərar qəbul etmək üçün çox vacibdir. Ağır zehni qüsurlu xəstələrdən məlum olan MEIS2 mutasiyasının bu prosesləri pozduğu aşkar edilib. Tədqiqat beynin inkişafı və genetik mutasiyaların nəticələri haqqında dəyərli fikirlər təqdim edir.

Sinir Hüceyrəsinin İnkişafı

Sinir hüceyrələri bir-birinə qarışan ailə münasibətlərinə əsas nümunədir. Beyni meydana gətirən ixtisaslaşdırılmış hüceyrələr yüzlərlə müxtəlif növdə olur, bunların hamısı məhdud ümumiləşdirilmiş progenitor hüceyrələrdən – onların yetişməmiş “valideynlərindən” inkişaf edir. İnkişaf zamanı tək bir progenitor hüceyrədə yalnız müəyyən bir gen dəsti aktivləşir. Aktivləşdirilmiş genlərin dəqiq vaxtı və birləşməsi hüceyrənin hansı inkişaf yolunu tutacağına qərar verir. Bəzi hallarda, zahirən eyni prekursor hüceyrələr heyrətamiz dərəcədə fərqli neyronlara çevrilir. Digərlərində fərqli prekursorlar eyni sinir hüceyrəsi tipinə səbəb olur.

Mürəkkəblik ağlasığmazdır və laboratoriyada həll etmək asan deyil. Kristian Mayer və komandası buna baxmayaraq, bunu etməyə başladılar. Münhen və Madriddəki həmkarları ilə birlikdə neyron inkişafı anlayışımıza daha bir tapmaca əlavə etdilər.

İnhibitor Hüceyrə Əlaqələri

Alimlər nörotransmitter GABA-nı istehsal edən inhibitor neyronların əmələ gəlməsini tədqiq etdilər – geniş müxtəliflik nümayiş etdirdiyi məlum olan hüceyrələr. Yetkinlərin beynində inhibitor neyronlar yerli olaraq fəaliyyət göstərə bilər və ya uzaq məsafəli aksonları beynin uzaq bölgələrinə qədər genişləndirə bilər. Yerli olaraq əlaqəli “interneyronlar” kortikal neyronları qarşılıqlı şəkildə birləşdirən kortikal dövrənin ayrılmaz hissəsidir. Digər tərəfdən, uzun məsafəli “proyeksiya neyronları” əsasən subkortikal bölgələri məskunlaşdırır. Onlar motivasiya edilmiş davranışa, mükafat öyrənməyə və qərar qəbul etməyə kömək edirlər. Hər iki növ, interneyronlar və proyeksiya neyronları, inkişaf etməkdə olan beynin eyni bölgəsində yaranır. Buradan yeni doğulmuş neyronlar beyindəki son yerlərə köçürlər.

Kristian Mayer və komandası barkodlama yanaşmasından istifadə edərək , prekursor hüceyrələr və gənc inhibitor neyronlar arasındakı ailə münasibətlərini izlədi. Onlar kəşf etdilər ki, MEIS2 adlı bir zülal, bir prekursor hüceyrənin interneyrona, yoxsa proyeksiya neyronuna çevrilməsinə “qərar verdikdə” mühüm rol oynayır: MEIS2, bir xəbərçi hüceyrənin bir hüceyrəyə çevrilməsi üçün tələb olunan genləri aktivləşdirmək üçün hüceyrə mexanizminə kömək edir. proyeksiya neyronu.

Geniş Təsirli Protein

Bu inkişafı inkişaf etdirmək üçün MEIS2 DLX5 kimi tanınan başqa bir proteinlə birlikdə işləyir. MEIS2 çatışmadıqda və ya düzgün işləmədikdə, proyeksiya neyronlarının inkişafı dayandırılır və prekursor hüceyrələrin daha böyük bir hissəsi əvəzində interneyronlara çevrilir. Bununla belə, MEIS2 bu işi təkbaşına edə bilməz. “Təcrübələrimiz göstərir ki, MEIS2 və DLX5 eyni anda və eyni hüceyrələrdə bir araya gəlməlidir” deyə Kristian Mayer izah edir. “Yalnız bu ikisinin birləşməsi proyeksiya neyronlarının inkişafını təmin edən genləri tam aktivləşdirəcək.”

Bu prosesin əhəmiyyəti əqli qüsurlu və inkişafı ləngimiş xəstələrdə aşkar edilmiş MEIS2 variantı haqqında əvvəlki hesabatlarla vurğulanır. MEIS2 genindəki kiçik bir dəyişikliyə görə, bir qədər fərqli bir protein istehsal olunur. Christian Mayer ətrafında olan komanda öz təcrübələrində bu MEIS2 variantını sınaqdan keçirdi və bunun proyeksiya neyronlarının formalaşdırılması üçün lazım olan xüsusi genlərin induksiya edilməsində uğursuzluğa səbəb olduğunu tapdı. “MEIS2-nin proyeksiya neyronlarının formalaşması üçün vacib olan genləri aktivləşdirə bilməməsi, bu zülalı kodlayan gendə mutasiyaları olan xəstələrdə müşahidə edilənlər kimi neyroinkişaf pozğunluqlarına kömək edə bilər” deyir Kristian Mayer.