4208
Нове дослідження розвитку нервової системи показало, що передня та задня частини мозку можуть походити з різних популяцій клітин-попередників. Це суперечить спрощеному уявленню, за яким весь мозок формується з єдиного типу ранніх нервових клітин, що згодом лише отримують різні спеціалізації.
Команда зі Стенфордського університету простежила розвиток нервової системи ембріонів мишей на дуже ранніх етапах. Уже протягом перших двох днів після початку спеціалізації клітин вони виявили дві відмінні групи — передню нервову ектодерму aNE та задню нервову ектодерму pNE.
Ці популяції відрізняються не лише розташуванням. У них активні різні генетичні програми: для задньої нервової ектодерми характерна активність гена Gbx2, тоді як для передньої ключовим є Otx2.
Саме ця різниця визначає подальшу долю клітин. Передня популяція формує передній і середній мозок, а задня — структури заднього мозку.
Раніше дослідники часто намагалися отримувати різні типи нейронів зі стовбурових клітин, додаючи до культури потрібні сигнальні молекули. Однак створення деяких нейронів заднього мозку залишалося складним, і причина невдачі була неочевидною.
Нова робота пропонує пояснення: проблема могла виникати ще до додавання потрібних сигналів. Якщо клітини вже належали до передньої лінії розвитку, їх було дуже важко змусити перейти до задньої програми.
Дослідники також виявили відмінності у структурі хроматину — комплексу ДНК та білків, який визначає доступність генів. Це свідчить, що дві клітинні популяції мають різні програми на фундаментальному рівні.
Використовуючи нове розуміння раннього поділу, команда змогла виростити зі стовбурових клітин деякі типи нейронів заднього мозку, зокрема клітини, пов’язані з контролем м’язів ковтання та рухів обличчя.
Повністю відтворити всі різновиди задньомозкових нейронів поки не вдалося. Вчені також не виключають, що мозочок може мати ще окреміший шлях розвитку.
Особливо цікаво, що подібний поділ нервової системи знайшли не лише у мишей. Порівняння з більш віддаленими еволюційними групами показує, що дві різні нервові лінії могли виникнути сотні мільйонів років тому.
У медуз, наприклад, різні нервові системи залишаються просторово відокремленими. У хребетних вони могли еволюційно об’єднатися в один компактний орган, який ми називаємо мозком.
Це відкриття має не лише фундаментальне значення. Точніше розуміння походження нейронів може допомогти вирощувати в лабораторії потрібні нервові клітини для моделювання хвороб і потенційної регенеративної терапії.
