Investigadores de la Universidad de Kanazawa informan en Nature Communications el descubrimiento de que en el cerebro de la mosca en desarrollo, las neuronas que provienen de la misma célula madre experimentan repulsión. Esta repulsión dependiente del linaje está regulada por una proteína conocida como Dscam1.
La estructura del cerebro tiene características columnares, que se supone que surgen de las células nerviosas neuronas derivadas de la misma célula madre, que inicialmente forman unidades radiales. Sin embargo, sigue sin explicarse cómo se desarrolla exactamente este proceso a nivel molecular. Ahora, un importanteEl conocimiento proviene de Makoto Sato y sus colegas de la Universidad de Kanazawa, quienes muestran cómo, en el cerebro de la mosca, un gen conocido como Dscam regula cómo las neuronas de un linaje se repelen entre sí y proyectan sus axones a diferentes columnas los axones o fibras nerviosas son protuberancias largasde las células nerviosas, cuya función es conducir señales eléctricas. Este hallazgo corrobora la 'hipótesis de la unidad radial', siendo el mecanismo en juego la repulsión dependiente del linaje entre neuronas hermanas.
Los investigadores observaron primero la evolución del crecimiento neuronal en la médula, una parte del sistema visual de la mosca que presenta una estructura columnar. Su desarrollo es similar al de la corteza cerebral en el cerebro de los mamíferos; involucra neuroblastos tallo neural-como células que producen grupos de neuronas orientados radialmente y relacionados con la clonación. Sato y sus colegas registraron las distancias entre las neuronas hermanas es decir, neuronas que provienen del mismo neuroblasto y forman una unidad radial y entre pares de axones. A partir de los datos de distancia obtenidos,los científicos pudieron concluir que las neuronas hermanas a menudo se repelen entre sí; esta observación es consistente con la formación de columnas. Sato y sus colegas llaman a este proceso 'repulsión dependiente del linaje'.
El mecanismo que permite la repulsión dependiente del linaje debe residir en las neuronas hijas derivadas del mismo neuroblasto que 'recuerdan' la identidad de su neuroblasto madre común. Sato y sus colegas presentaron la explicación de que la proteína Dscam1 está involucrada. Dscam1 puede desarrollar casi 20.000variantes, pero cuando dos moléculas Dscam1 idénticas se unen, conducen a una señal repulsiva conocida por controlar la autoevitación en ciertos procesos dendríticos: las dendritas son extensiones en forma de rama de las células nerviosas. El razonamiento es que las neuronas hijas que provienen del mismo neuroblastoproducen la misma variante de Dscam1 y, por lo tanto, se repelen entre sí, mientras que las neuronas de diferentes linajes expresan diferentes variantes de Dscam1 que no se repelen entre sí y pueden proyectarse en la misma columna.
Los científicos pudieron respaldar su argumentación mediante una serie de experimentos que confirmaron la relación entre Dscam1 y la repulsión dependiente del linaje. Sato y sus colegas señalan que "el mecanismo que proponemos ... es muy simple" y añaden queSer "interesante determinar si existen mecanismos similares en otros sistemas biológicos, incluida la formación de columnas en el cerebro de los mamíferos".
fondo
hipótesis de la unidad radial
La hipótesis de la unidad radial es una teoría que describe el desarrollo de la corteza cerebral. La corteza cerebral es la capa externa del tejido neural de la mayor parte del cerebro humano. Desempeña un papel importante en funciones cerebrales como la percepción, el pensamiento,memoria, lenguaje y conciencia. La hipótesis afirma que en las primeras etapas del desarrollo, la corteza cerebral se forma como un conjunto de 'columnas' o 'unidades radiales' que interactúan, y cada unidad se origina en una capa de células madre que contiene células madre neuralesMakoto Sato y sus colegas de la Universidad de Kanazawa ahora presentan resultados que muestran que, en el cerebro de la mosca, las neuronas de un linaje proyectan sus axones a diferentes columnas, y que este mecanismo está regulado por el gen Dscam molécula de adhesión celular del síndrome de Down.
Dscam1
El gen de la mosca Drosophila Dscam1 codifica más de 19.000 variantes 'isoformas'. La unión de Dscam1 con isoformas idénticas da como resultado una señal repulsiva, que es importante para ciertos mecanismos de auto-evitación dentro de las células. Sato y sus colegas demostraron que en las larvas de mosca, Dscam1 se expresa en neuroblastos y, por lo tanto, lo heredan neuronas que tienen el mismo linaje. Esto da como resultado una repulsión dependiente del linaje entre neuronas en unidades radiales, que luego desempeña un papel importante en el desarrollo de la estructura columnar de la médula de la mosca.
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Materiales proporcionado por Universidad de Kanazawa . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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