Пресс-центр / новости / Наука /
Открыт новый сигнальный механизм регуляции развития головного мозга
Новый сигнальный механизм, регулирующий развитие головного мозга, был открыт группой ученых из Лаборатории молекулярных основ эмбриогенеза ИБХ РАН. Статья об этом была опубликована в журнале Biology Open.
Все позвоночные животные от лягушки до человека проходят одинаковые стадии развития эмбриона, поэтому и механизм регуляции этого процесса универсален. Эмбриональный листок эктодермы сворачивается в нервную трубку, из которой впоследствии развивается головной мозг. Группа ученых под руководством д.б.н., профессора Андрея Зарайского обнаружила, что из клеток переднего края нервной пластинки с помощью малой ГТФазы Ras-dva1 сигнал передается к генам Ag1, Agr2 и Ras-dva1, располагающимся в клетках головной эктодермы. В свою очередь, белки, кодируемые Ag1 и Agr2 (семейство генов Agr), стимулируют выделение фактора роста фибробластов Fgf8 и регулятора раннего развития переднего мозга - транскрипционного фактора FoxG1. Этот механизм был подтвержден рядом экспериментов на эмбрионах шпорцевой лягушки с выключением каждого гена из цепочки взаимодействий, в результате чего блокировалась работа других генов, вовлеченных в эту цепочку, и нарушалось развитие головного мозга.
Рис. 1. Схема нового сигнального механизма регуляции развития головного мозга у шпорцевой лягушки.
Шпорцевая лягушка в качестве модели была выбрана не случайно. Ее эмбрионы достигают размера 1 миллиметра - что гораздо больше, чем у других позвоночных, поэтому на них можно хорошо проследить все этапы развития мозга. Кроме того, эмбрионы лягушки, в отличие, например, от эмбрионов млекопитающих, развиваются вне материнского организма и, таким образом, легко доступны для различных экспериментальных манипуляций. Открытый механизм обмена сигналами на краю нервной пластинки поможет не только заполнить пробел в знаниях о молекулярных основах раннего развития мозга, но и, как предполагают ученые, будет способствовать пониманию другого важного явления — регенерации. Дело в том, что, как сейчас выясняется, молекулярный каскад, включающий сигнальную связку Agr/Ras-dva, регулирует у амфибий и рыб не только раннее развитие мозга, но также и процесс регенерации больших придатков тела — конечностей и плавников.
23 апреля 2015 года
Источник: http://bio.biologists.org/content/3/3/192.abstract?sid=bf39b334-8e77-4528-a753-7a453e9fd84f