Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 44: как стать нейроном

В самом начале развития организме все клетки в нём – стволовые, то есть они могут дать начало любым другим типам клеток, в том числе и нейронам. Со временем клетки всё больше и больше специализируются, и число путей развития сокращается. Информация о том, что заставляет клетки выбирать тот или иной вариант, открывает потенциально бесконечные горизонты: от скромного «создать новые нейроны для регенерации при повреждениях» до суперамбициозного «сделаем новые мозги в пробирке». На пути к этим целям положен еще один кирпичик: ученые из Стэнфорда определили как работает один из факторов, который определяет превращение стволовых клеток в нейроны. И немедленно опубликовали в Nature.

Илл: NIH

Во всех клетках организма одинаковый набор генов. Отличия между клетками определяется тем, какие из этих генов «включены» (экспрессируются): на языке молекулярной биологии это означает, что ген (ДНК) служит матрицей для образования РНК, а РНК в свою очередь – для образования белка. Комбинация белков и обеспечивает уникальность разных типов клеток; в процессе развития клеток эта комбинация меняется.

Чтобы превратить фибробласты в нейроны, необходимо, чтобы в клетках на начальном этапе присутствовали три фактора-белка: Ascl1, Brn2 и Myt1l. Для конверсии достаточно и одного Ascl1, но присутствие Myt1l ощутимо увеличивает ее эффективность. Нынешние исследования показали, что Myt1l работает как репрессор генов, то есть он связывается с ДНК и блокирует образования РНК. Для этого с помощью секвенирования были определены, с какими конкретно генами связывается Mytl1 и что происходит с экспрессией этих генов в отсутствии Myt1l. При превращении клетки из стволовой в нейрон Myt1l останавливает образования РНК со всех генов кроме тех, которые нужны, чтобы вступить на путь превращения в нейроны.

Myt1l – это единственный известный белок, который присутствует в нейроне на всех стадиях его развития, и в «молодости», и в «зрелости». Нынешнее исследование показало, что Myt1l необходим для блокировки генов не только в процессе развития, при переходе к состоянию нейрона, но и для поддержания нейронной «идентичности» во «взрослом» нейроне. Если у взрослого нейрона убрать белок Myt1l, то гены, которые он блокирует, активируются, что приводит к проблемам у нейрона. Это особенно интересно в связи с тем, что мутации в Myt1l гене были недавно обнаружены у пациентов с аутизмом, шизофренией и депрессией. Вполне возможно, что восстановление уровня белка в нейронах поможет убрать эти дефекты даже у взрослых.

Текст: Дарья Овсянникова

Moritz Mall, Michael S. Kareta, Soham Chanda, Henrik Ahlenius, Nicholas Perotti, Bo Zhou, Sarah D. Grieder, Xuecai Ge, Sienna Drake, Cheen Euong Ang, Brandon M. Walker, Thomas Vierbuchen, Daniel R. Fuentes, Philip Brennecke, Kazuhiro R. Nitta, Arttu Jolma, Lars M. Steinmetz, Jussi Taipale, Thomas C. S?dhof, Marius Wernig. Myt1l safeguards neuronal identity by actively repressing many non-neuronal fates. Nature, 2017; DOI: 10.1038/nature21722

Источник: neuronovosti.ru

Комментарии: