Дослідження пояснило ранній поділ нервової системи ембріона
Дослідження показало, як рання спеціалізація клітин формує межу між відділами мозку в ембріона.
Нове дослідження показало, що клітини майбутньої нервової системи дуже рано зберігають інформацію про своє положення в ембріоні. Це допомагає визначити межу між заднім мозком і іншими відділами головного мозку, а не свідчить про існування в людини «двох мозків», повідомляє Ars Technica.
У хребетних нервова система на ранніх етапах розвитку поділяється на передній мозок, середній мозок, задній мозок і спинний мозок. Нервові клітини утворюються з ектодерми — тканини, з якої також розвивається шкіра. У процесі розвитку ця тканина формує нервову трубку, з клітин якої надалі виникають структури головного та спинного мозку.
Маркування клітин у мишей
Дослідники змінили копії двох генів так, щоб клітини, у яких ці гени перетворювалися на білки, виробляли флуоресцентні білки. У генетично модифікованих мишей одна частина ранньої ектодерми світилася червоним, а інша — блакитним. Під час формування нервової тканини й мозку задній мозок зберігав червоне маркування, тоді як решта головного мозку — блакитне.
Це означає, що клітини ще на ранньому етапі набувають обмежень щодо подальшої спеціалізації: вони можуть формувати задній мозок або середній і передній мозок. Експерименти з маркуванням окремих клітин показали, що у 96% випадків нащадки однієї клітини розташовувалися або лише в задньому мозку, або лише в середньому та передньому мозку.
Роль ранньої спеціалізації
Подібні закономірності виявили і під час роботи зі стовбуровими клітинами людини. Вплив відповідних сигналів визначав їхнє положення, а нервові клітини зберігали цю інформацію в процесі формування. Щоб отримати нейрони, характерні для заднього мозку, стовбурові клітини спершу мають пройти шлях розвитку заднього мозку.
Рання ідентичність сегментів дає клітинам змогу по-різному реагувати на однакові сигнали. Наприклад, білки BMP діють на різних етапах розвитку: спочатку впливають на вибір нервової долі клітин, згодом — на їхню спеціалізацію, а пізніше беруть участь у спрямуванні міграції зрілих нейронів у спинному мозку. Межі між сегментами також можуть утворювати окреме середовище сигналів, що впливає на розвиток сусідніх тканин.
