En comparación con otros mamíferos, los humanos tienen la corteza cerebral más grande. Una hoja de células cerebrales que se pliega sobre sí misma varias veces para caber dentro del cráneo, la corteza es el asiento de funciones superiores. Es lo que nos permite procesartodo lo que vemos, oímos y pensamos.
La expansión de la corteza cerebral distingue a los humanos del resto de sus compañeros primates. Sin embargo, los científicos se han preguntado durante mucho tiempo qué mecanismos son los responsables de este desarrollo evolutivo.
Una nueva investigación del Laboratorio de Neurobiología Molecular y Celular de Kosik en la UC Santa Bárbara ha identificado un ácido ribonucleico no codificante largo específico lncRNA que regula el desarrollo neuronal ND. Los hallazgos aparecen en la revista neurona .
"Este lncND, como lo hemos llamado, solo se puede encontrar en la rama de primates que conduce a los humanos. Es un tramo de nucleótidos que no codifica una proteína", dijo el autor principal Kenneth S. Kosik, elHarriman Profesor de Investigación en Neurociencia en el Departamento de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo de UCSB. "Demostramos que lncND se activa durante el desarrollo y se desactiva cuando la célula madura".
La autora principal, Neha Rani, investigadora postdoctoral en el Kosik Lab, identificó varios sitios de unión en lncND para otro tipo de ARN llamado microARN. Uno de ellos, llamado microARN-143, se une a lncND.
"Descubrimos que el lncND podría secuestrar este microARN y, al hacerlo, regular la expresión de las proteínas Notch", dijo Rani. "Las proteínas Notch son reguladores muy importantes durante el desarrollo neuronal. Están involucradas en la diferenciación celular y el destino celular y son críticas enla vía del desarrollo neuronal ".
Kosik describe lncND como una plataforma que une estos microARN como una esponja. "Esto le permite a Notch hacer lo que se supone que debe hacer durante el desarrollo", explicó. "Luego, a medida que el cerebro madura, los niveles de lncND disminuyen y cuando lo hacen, esos microARN salen volando de la plataforma y se adhieren a Notch para reducir sus niveles. Quieres que los niveles de Notch sean altos mientras el cerebro se desarrolla, pero no una vez que se produce la maduración. Este lncND es una forma elegante de cambiar los niveles de Notch rápidamente ".
Para replicar estos resultados de cultivo celular, Rani usó células madre humanas para desarrollar neuronas en lo que se llama un mini cerebro. En esta masa de tejido cerebral del tamaño de un guisante, identificó una subpoblación: células gliales radiales células madre neuronales yotros progenitores neuronales, responsables de producir lncND.
Pero los investigadores querían ver las células gliales radiales en el tejido cerebral humano real, por lo que recurrieron a colegas del Programa de Posgrado en Biología de Células Madre y del Desarrollo de la Facultad de Medicina de UC San Francisco. Utilizando la hibridación in situ, los científicos de UCSF encontraron lncNDen células precursoras neurales, pero no en neuronas maduras.
"Estaba justo donde pensamos que estaría en el tejido cerebral", dijo Kosik, quien también es el codirector del Instituto de Investigación de Neurociencias de UCSB. "Pero aún teníamos una cosa más que teníamos que hacer porque la gente todavía noestar satisfecho de haber hecho todo lo posible para demostrar que lncND realmente estaba haciendo algo funcionalmente ".
Entonces, el equipo de UCSF introdujo lncND en el cerebro fetal de un ratón en gestación. El etiquetado de proteína fluorescente verde les permitió ver el patrón de desarrollo temprano y mostrar que lncND, que normalmente no está presente en ratones, lncND solo está presente en algunos primatesincluidos los humanos, tuvo un efecto funcional en el desarrollo.
"Cuando sobreexpresamos lncND en el feto de ratón, en realidad afectamos el desarrollo de la manera prevista", dijo Kosik. "El patrón de desarrollo temprano se desplazó hacia más células precursoras, aunque el ratón no produce lncND en absoluto".
Según Kosik, este trabajo no solo identifica un gen muy crítico para el desarrollo del cerebro humano, sino que también ofrece una pista sobre un componente que probablemente contribuyó a la expansión del cerebro en humanos ". Hemos demostrado que la lncND podría ser un actor importante en el cerebro humano.expansión, que es emocionante en sí mismo ", dijo Rani." Otro aspecto interesante de este trabajo es que lncND parece ayudar a regular la vía de desarrollo clave de la señalización Notch ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California, Santa Bárbara . Original escrito por Julie Cohen. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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