大脑发育的关键因素显示,使人们能更深刻地理解障碍

在大脑发育的早期,大脑的第一个细胞——神经上皮干细胞——不断分裂,产生的细胞,最终演变成各种细胞完全成形的大脑。现在,科学家们已经确定了一个基因在老鼠,这些干细胞分裂正确是至关重要的。没有它,他们不分裂,而死。

这一发现提供了洞察大脑发展的第一步,并可能揭示,科学家们说,在一个罕见的小儿疾病称为lissencephaly,或“光滑大脑”疾病。

这项研究的资深作者安东尼Wynshaw-Boris,医学博士,博士,最近招聘部门的首席儿科遗传学,和人类遗传学研究所的加州大学旧金山。ob体育开户网址他所进行的研究,而加州大学教授圣地亚哥。几个研究的合著者与Wynshaw-Boris搬到加州大学旧金山分校的实验室。

科学家已经知道的一个损失的人类形态基因的两个副本,称为LIS1,防止未成熟神经细胞从大脑深处迁移到表面的新兴大脑皮层。这些不成熟的细胞,产生所谓的放射状胶质祖细胞——进而从神经上皮干细胞发展停滞在中期点在他们的迁移,形成一层厚厚的组织。

因此,大脑皮层,缺乏正确连接神经细胞的大量涌入,发展表面光滑,没有复杂的神经组织。由此产生的疾病、lissencephaly严重程度各不相同,但常常会导致发育迟缓、癫痫和童年早期死亡。

科学家有证据表明,除了他们的角色在未成熟神经细胞迁移中,人类和小鼠的基因可能在细胞分裂和增殖过程中发挥作用在径向胶质祖细胞。然而,科学家们不知道这是什么角色。他们知道什么作用也没有,如果有的话,该基因在大脑发育中扮演之前——在神经上皮干细胞,他们自己。

在他们的研究中,在2月8日的报道细胞科学家们研究胚胎小鼠转基因完全缺乏Lis1细胞在胚胎发育的不同阶段。在一个令人惊讶的发现,他们发现Lis1神经上皮干细胞的细胞分裂是至关重要的。它也很重要,虽然不是必要的,放射状胶质细胞分裂的祖细胞。

Lis 1,他们显示,发挥了至关重要的作用,确保神经上皮干细胞对称分裂,这两个子细胞收到全套染色体复制和分子支持细胞功能的组件。它通过帮助调节的方向细胞的有丝分裂纺锤波——画出两套染色体的微管位置两侧的母细胞分裂和划分,在其中心,乳沟的细胞分裂。

具体来说,Lis 1确保有丝分裂纺锤体是面向垂直于顶部和神经上皮干细胞的基本组件,以便每个子细胞不仅接收适当的遗传物质,还含有分子组件顶部和底部,或基底和顶端,分别一部分细胞膜。

“在神经上皮干细胞,顶端和基底等离子体膜只有总数的一小部分细胞膜,所以部门的定位必须精确控制以确保双方每个子细胞的连接在顶端和基底表面迅速分裂或分发顶端和基底组件同样的子细胞,”Wynshaw-Boris说。

科学家们假设Lis1进行指挥的角色被称为动力蛋白分子马达的运动双方的细胞膜的表面。动力蛋白,需要一个固定的位置,就像一个分子钩,把细胞的微管,是从中间向它。

“就像一个滑轮,动力蛋白微管穿过它,反过来,旋转主轴,“表明Wynshaw-Boris。

Lis1损失,结果在减少和削弱微管和一个不能正常有丝分裂纺锤体微管旋转的apical-basal轴。

值得注意的是,虽然Lis1是灾难性的损失神经上皮干细胞,它不是在径向胶质祖细胞。Wynshaw-Boris说,原因是不完全清楚,但科学家们假设神经上皮干细胞需要更紧密的控制细胞分裂的飞机。支持这个概念,而神经上皮干细胞似乎总是把对称,通常径向胶质祖细胞不对称分裂产生一个女儿细胞(径向胶质祖细胞)和一个新生的神经细胞。

“该研究阐明了不同的对称和不对称分裂的调控神经上皮干细胞和径向胶质祖细胞,”Wynshaw-Boris说。

更广泛地说,他说,研究结果表明,神经移植出生缺陷,如lissencephaly,其他进程,可能是由于缺陷,包括增殖、分裂,在这种情况下抑制细胞分裂。“这给了洞察力,”他说,“这些罕见疾病对大脑正常发育的重要。”

来源:加州大学旧金山