Los investigadores de la UCLA han descubierto el funcionamiento interno de una red de genes que regula el desarrollo de las neuronas motoras espinales en el embrión de pollo y ratón en crecimiento. La investigación también responde a una pregunta de larga data sobre por qué las neuronas motoras, las células nerviosas de la médula espinalque controlan el movimiento muscular, se forman mucho más rápido que otros tipos de neuronas.
El estudio fue publicado en la revista PLOS Biología por el coautor principal Bennett Novitch, miembro del Centro Eli y Edythe Broad de Medicina Regenerativa e Investigación de Células Madre en UCLA y colaboradores del Instituto Francis Crick en Londres, Reino Unido Tiene importantes implicaciones para facilitar la producción de neuronas motorascélulas madre en el laboratorio. Las neuronas motoras derivadas de células madre podrían usarse para reparar la médula espinal enferma o dañada y estudiar enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis lateral amiotrófica también conocida como enfermedad de Lou Gehrig y la atrofia muscular espinal.
"Este estudio proporciona una visión detallada sin precedentes de cómo los embriones producen los diferentes tipos de células que se encuentran en la médula espinal madura", dijo Novitch, profesor de neurobiología Ethel Scheibel de la UCLA. "Las nuevas técnicas experimentales que utilizamos, combinadas con los esfuerzos de colaboración de los biólogosy los científicos informáticos nos permiten obtener una nueva visión de la exquisita precisión del desarrollo embrionario ".
Durante el desarrollo embrionario de la médula espinal, se forman diferentes tipos de células nerviosas a partir de células precursoras, llamadas progenitores neurales. Se sabe desde hace mucho tiempo que se forman diferentes tipos de neuronas a diferentes velocidades durante el desarrollo, con neuronas motoras que se forman más rápidoque los otros tipos de células nerviosas que pueblan la médula espinal. Sin embargo, los investigadores no sabían por qué o cómo se desarrollan las neuronas motoras de esta manera.
El equipo de investigación utilizó las últimas técnicas moleculares para evaluar cómo cambia la actividad de los genes a medida que se forman las neuronas. Esto se logró utilizando un enfoque llamado perfil transcripcional de células individuales, que permite medir simultáneamente la actividad de todos los genes en células individuales.proporcionó al equipo instantáneas de la actividad genética global en aproximadamente 200 células que estaban en proceso de convertirse en neuronas motoras. Para analizar estos datos, el equipo desarrolló un software informático personalizado para reconstruir cómo cambia la actividad genética a medida que se forman las neuronas motoras.
El análisis sugirió que una proteína producida por un gen llamado Olig2, que solo se expresa en los progenitores neurales que crean neuronas motoras, promueve la formación de neuronas motoras al interferir con la actividad de varios miembros de otra familia de genes: los genes Hes.Se sabe que los genes Hes previenen el desarrollo de neuronas. Los investigadores confirmaron el papel de Olig2 en la promoción de la formación de neuronas motoras al aumentar o bloquear la función de Olig2 en las médulas espinales del desarrollo de embriones de ratón y pollo, así como durante la formación de neuronas motoras en ratóncélulas madre embrionarias.
"Durante el desarrollo embrionario, el sistema nervioso se construye siguiendo un plan preciso, con partes clave que se forman en momentos y lugares precisos, y números apropiados. Nuestra investigación arroja luz sobre cómo este proceso está orquestado específicamente para el desarrollo de la neurona motora", dijo Novitch.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Ciencias de la salud de Los Ángeles . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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