研究发现在胚胎发育过程中调节运动神经元形成的基因网络

UCLA研究人员已经发现了一种基因网络的内部工作，该网络调节生长鸡肉和小鼠胚胎中脊柱运动神经元的发展。该研究还回答了一个关于为什么电机神经元的长期问题，控制肌肉运动的脊髓的神经细胞，形成比其他类型的神经元更快。

该研究发表在该杂志上PLOS生物学作者:Bennett Novitch，加州大学洛杉矶分校Eli和Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心的成员，以及来自伦敦弗朗西斯克里克研究所的合作者，这对促进马达的生产具有重要意义神经元从实验室中的干细胞。干细胞衍生的运动神经元可用于修复患病或损坏脊髓并研究神经退行性疾病，如肌萎缩性脊髓侧索硬化症(也被称为葛雷克氏症)脊髓性肌肉萎缩症。

“本研究提供了前所未有的详细说明，胚胎如何产生成熟脊髓中发现的不同细胞类型，”诺卡拉的神经生物学埃塞尔塞利伯教授Noditch说。“我们使用的新实验技术与生物学家和计算机科学家的合作努力相结合，使我们能够进入新的洞察精确的准确性胚胎发育”。

在脊髓的胚胎发育过程中，不同类型的神经细胞是由被称为神经祖细胞的前体细胞形成的。人们早就知道，不同类型的神经元在发育过程中形成的速度是不同的，其中运动神经元的形成速度比其他类型的神经元要快神经细胞构成脊髓。然而，研究人员不知道运动神经元为何或如何以这种方式发育。

研究小组使用最新的分子技术来评估基因的活动如何随着神经元的形成而改变。这是通过一种叫做单细胞转录谱的方法实现的，这种方法允许同时测量单个细胞中所有基因的活性。这给了研究小组大约200年的全球基因活动快照细胞这是成为运动神经元的过程。为了分析这些数据，团队开发了定制的计算机软件，以重建基因活动如何变化为电机神经元形式。

分析表明，这种蛋白质是由一种叫做Olig2的基因产生的，这种基因只在制造神经元的神经祖细胞中表达运动神经元，通过干扰另一个基因家族 - HES基因的几个成员的活性来促进运动神经元形成。已知HES基因预防神经元的发育。研究人员通过增加或阻断在培养小鼠和鸡胚的脊髓中的肌帘线中的肌电，以及小鼠的运动神经元形成期间，确认olig2在促进运动神经元形成方面的作用。胚胎干细胞。

“在胚胎发育期间，神经系统在精确的蓝图之后构建，具有关键部件，在精确的时间和地点，以及适当的数字。我们的研究揭示了这一过程的精心为运动神经元发展进行策划，”Nogitch说。

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