Neue Erkenntnisse geben Einblick in die Entwicklung des Gehirns

St. Jude Children ‚ s Research Hospital Ermittler identifiziert haben, Schlüssel-Komponenten des Signalwegs kontrolliert die Abfahrt von Neuronen aus dem Gehirn Nische, wo Sie sich bilden und ermöglicht diesen Zellen anfangen zu migrieren, um Ihr Ziel zu erreichen. Defekte in diesem system Auswirkungen auf die Architektur des Gehirns und sind in Verbindung mit Epilepsie, mentale Retardierung und vielleicht malignen Hirntumoren.

Die Ergebnisse geben Einblick in die Entwicklung des Gehirns sowie Hinweise über den Mechanismus bei der Arbeit in der Entwicklung anderer Gewebe und Organsysteme, insbesondere der epithelialen Gewebe, die umfasst Körper-Oberflächen. Der Bericht erscheint November 25, die im journal Science online auf der Science Express website.

„Neuronen sind geboren im Keim Zonen im Gehirn, und die Orte, die Sie besetzen, im Reifen Gehirn sind manchmal Recht weit entfernt. Die Zellen zu bewegen, um das endgültige Ziel,“ sagte David Solecki, Ph. D., assistant Mitglied der St. Jude Abteilung für Entwicklungsneurobiologie und das Papier ist senior-Autor. „Wenn der Prozess beeinträchtigt wird, das Ergebnis ist verheerend Störung der Gehirn-schaltkreise, die speziell auf Kinder ausgerichtet.“

In dieser Studie, die Forscher identifizierten nicht nur die molekulare komplexe, die Arbeit antagonistically zu kontrollieren Abfahrt von Gehirn-Zellen von der germinal Zone, aber auch die Adhäsion Molekül, das Funktionen wie die Zellen‘ Ausfahrt-ticket. Solecki und seine Kollegen zeigten, dass hohe Konzentrationen von Siah E3 ubiquitin-ligase-block neuronalen Abfahrt durch tagging ein wichtiger Bestandteil der Zelle ist die migration von Maschinen für den Abbau, die durch einen Prozess bekannt als ubiquitinierung. Siah ist das Ziel Pard3A, die Teil der PAR-Komplex.

Durch die Manipulation der Ebenen der beiden Siah und Pard3A, Forscher zeigten, dass nur bei der neuronalen Produktion von Siah fällt und Pard3A steigt, werden die Zellen bewegen, aus der germinal zone. Die änderung fordert, die Zellen verändern Ihre wandernden Pfad und bewegen sich in Richtung der Position, wo Sie einbezogen werden in die Gehirn-Schaltung. Die Ergebnisse markieren die erste Instanz von PAR-Komplex-Aktivität reguliert wird durch eine ubiquitin-targeting-protein, wie Siah.

Ermittler verwendet eine Technik namens “ time-lapse-Mikroskopie direkt beobachten und dokumentieren den Prozess, in den sich entwickelnden Kleinhirn, der region verantwortlich für die balance und Feinabstimmung der Körperbewegungen. Neuronen sind spezialisierte Zellen des Nervensystems.

Die Ermittler gingen auf zu zeigen, dass Siah-Pard3A reguliert die neuronale migration über die adhesion molecule JAM-C, die Abkürzung für junctionalis adhesion molecule C. Forscher nachgewiesen, dass das silencing JAM-C-Produktion in den Neuronen oder Verhinderung von JAM-C-Bindung zu Pard3A blockiert neuronale migration aus der germinal zone.

Ein ähnliches system bei der Arbeit in den Epithelzellen beruht auf JAM-C zu halten Zellen zusammen in einem Prozess, der erfordert auch die Adhäsion Molekül zu binden, um die PAR-Komplex, Solecki sagte. Aber dies ist der erste Bericht über solche Mechanismen bei der Arbeit in der Entwicklung des Gehirns.

Frühere arbeiten aus dem Labor von Solecki und andere zeigten Neuronen migrieren, um Ihre endgültige Position durch verschieben entlang der dünnen Fasern produziert durch das Gehirn Zellen, den sogenannten Gliazellen. Diese Studie deutet darauf hin, dass JAM-C-expression auf der Oberfläche von sich entwickelnden Neuronen, die die Zellen mit Ihrer Umgebung interagieren, um zu erreichen, dass die Gliazellen. „Ohne STAU-C, Neuronen nicht zu bewegen, um Ihre endgültige position“, erklärte er.

Die Forscher entwickelten eine fluoreszierende Sonde, die in Kombination mit time-lapse microscopy, real-time Anzeige von Zell-Zell-Bindung möglich für die erste Zeit. „Bis jetzt, zelladhäsion war schwierig zu erkennen und die Techniken beteiligt waren mühsam,“ Solecki sagte. „Mit diesem Ansatz, ist es fast so, als wenn die Zellen sagen uns, was Sie tun. Es war sehr spannend für mich zu sehen, ein Gericht aus lebenden Nervenzellen und siehe Adhäsion auftreten, für die erste Zeit.“

Die Erkenntnisse bieten möglicherweise auch Anhaltspunkte über die Ausbreitung von bösartigen Hirntumoren. Solecki hingewiesen, dass einige Arten der häufigsten pädiatrischen Hirntumor, das medulloblastom, teilen ähnlichkeiten mit unreifen Neuronen und scheinbar scheitern zu fahren die cerebelläre germinal zone. Solecki, sagte Siah und Pard3A bieten möglicherweise Einblick in die Mechanismen beteiligt.

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