Sel-sel saraf yang baru diluncurkan dalam embrio berkembang harus memetakan mereka untuk tujuan yang jauh, dan banyak sarana yang mereka gunakan untuk menavigasi belum ke permukaan.
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan dalam edisi terbaru jurnal Neuron, para ilmuwan di Salk Institute untuk Studi Biologi telah pulih sinyal kunci yang menuntun motor neuron - sel baru lahir yang memperpanjang dari sumsum tulang belakang dan harus menemukan jalan mereka di sepanjang tungkai seperti lengan, sayap dan kaki.
Penelitian Salk, dipimpin oleh Samuel Pfaff, Ph.D, seorang profesor di Laboratorium Ekspresi Gen, mengidentifikasi mutasi mereka dibaptis Magellan, pelaut Portugis setelah kapal Victoria yang pertama mengelilingi dunia. Mutasi Magellan terjadi dalam gen yang biasanya neuron motor pilot di lapangan yang benar menggunakan mekanisme baru ditemukan, hasil mereka menunjukkan.
Dalam mutan, neuron dapat tumbuh terlihat meninggalkan sumsum tulang belakang normal, tetapi kemudian tampaknya kehilangan arah. Sel-sel memperpanjang mengembangkan "Kinks" dan kadang-kadang lipat kembali pada diri mereka sendiri atau menjadi terjalin dalam spiral, membentuk kumparan di luar sumsum tulang belakang. "Mereka tampaknya menjadi hilang dalam lalu lintas bundaran," dijelaskan Pfaff, yang mengamati neuron berkembang dengan teknologi neon.
Memahami bagaimana neuron motor mencapai sasaran yang tepat diperlukan untuk pelaksanaan terapi baru, termasuk sel induk embrio pengganti untuk pengobatan saat ini gangguan tidak dapat disembuhkan seperti penyakit Lou Gehrig, di mana neuron motor mengalami kerusakan ireversibel.
"Studi embrio memberikan wawasan yang berguna tentang bagaimana untuk meniru sistem pada orang dewasa," kata Pfaff. Dan, seperti ia juga menunjukkan, mekanisme yang digunakan oleh neuron motor yang kemungkinan serupa dengan yang digunakan di bagian lain dari sistem saraf pusat, seperti otak. Mutasi Magellan ditemukan oleh kelompok Pfaff itu ditemukan pada tikus, tetapi gen terpengaruh, disebut Phr1, juga telah diidentifikasi dalam sistem model lain, termasuk lalat buah dan cacing spesies C. elegans.
Sebuah saraf tumbuh beruang di haluannya struktur yang disebut kerucut pertumbuhan, sebuah daerah yang kaya dalam molekul reseptor yang tugasnya adalah untuk menerima isyarat dari lingkungan, sama seperti pelaut kuno yang mengamati bintang-bintang dan mengatur mereka sesuai saja. Selama pengembangan, pertumbuhan kerucut terus mendorong maju, sedangkan neuron memanjang di belakangnya jatuh tempo ke bagian dari sel yang disebut akson. Setelah sel tumbuh "tanah" di target dalam sel otot, itu adalah akson yang akan relay pesan yang memungkinkan binatang untuk mengontrol dan menggerakkan anggota yang di akan.
Dalam Magellan mutan, tim Pfaff itu menemukan bahwa pertumbuhan kerucut menjadi teratur. Daripada membentuk sebuah "topi" yang berbeda pada neuron berkembang, kerucut tersebar dalam potongan di kedua ujung depan dan akson memperluas belakangnya.