Los investigadores de la UCLA han desarrollado el primer mapa de regulación génica en la neurogénesis humana, el proceso mediante el cual las células madre neurales se convierten en células cerebrales y la corteza cerebral se expande en tamaño. Los científicos identificaron factores que rigen el crecimiento de nuestros cerebros y, en algunoscasos, prepara el escenario para varios trastornos cerebrales que aparecen más adelante en la vida.
El cerebro humano difiere del de los ratones y los monos debido a su gran corteza cerebral. La parte más desarrollada del órgano, la corteza cerebral es responsable de pensar, percibir y comunicarse de manera sofisticada. Los científicos apenas comienzan a comprender los mecanismos moleculares y celularesque impulsan el crecimiento del cerebro humano y el papel principal que desempeñan en la cognición humana.
El desarrollo del cerebro se guía por la expresión de genes en ciertas regiones del cerebro o tipos de células, así como durante períodos de tiempo específicos. Expresión génica, el proceso por el cual las instrucciones en nuestro ADN se convierten en un producto funcional, como una proteína, está regulado en muchos niveles por segmentos de ADN que actúan como interruptores de encendido y apagado en momentos clave, pero hasta ahora, no había un mapa que describiera la actividad y la ubicación de estos interruptores en un cromosoma durante la neurogénesis.
Utilizando una técnica de biología molecular llamada ATAC-seq, los investigadores de UCLA mapearon regiones del genoma que están activas durante la neurogénesis. Combinaron esos datos con los datos de expresión génica de esas regiones del cerebro. Los investigadores también usaron datos publicados previamente sobre los patrones de plegamiento decromosomas. Los patrones de plegamiento cromosómico afectan la forma en que se codifica la información genética. Los datos combinados los ayudaron a identificar elementos reguladores para genes clave en la neurogénesis. Un gen, llamado EOMES / Tbr2, cuando está apagado, se asocia con malformaciones cerebrales graves.
Los investigadores confirmaron el papel de los genes objetivo mediante el uso de la tecnología CRISPR, una técnica mediante la cual se pueden eliminar fragmentos de ADN en las células, para editar un subconjunto de interruptores reguladores y luego evaluar su efecto sobre la expresión génica y la neurogénesis.
Los investigadores descubrieron que algunos trastornos psiquiátricos que se desarrollan más adelante en la vida, como la esquizofrenia, la depresión, el TDAH y el neuroticismo, tienen su origen durante las primeras etapas de crecimiento cerebral en el feto. Incluso las capacidades intelectuales futuras de una persona se ponen en marcha durante la neurogénesis, dijeron los investigadores.
Los investigadores también descubrieron un mecanismo principal que explica que la corteza cerebral humana sea más grande de lo que es en primates no humanos. Identificaron una secuencia del genoma que altera la expresión de un receptor del factor de crecimiento de fibroblastos que regula importantes procesos biológicos, incluida la multiplicación y división celular, y eso asigna tareas específicas a las células. La secuencia del genoma es más activa en humanos que en ratones y primates no humanos, lo que ayuda a explicar por qué los cerebros humanos son más grandes.
El primer autor del estudio es Luis de la Torre-Ubieta de UCLA y el autor principal es el Dr. Daniel Geschwind de UCLA. Los otros autores son Jason Stein, Hyejung Won, Carli Opland y Daning Lu, todos de UCLA; y Dan Liangde la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Los Ángeles . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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