Quel est NOTCH2NL ?

NOTCH2NL se rapporte à la protéine comme une n de l'homologue 2 d'encoche, qui est impliquée dans la voie de signalisation d'encoche. Il est impliqué dans la détermination de la taille de cerveau chez l'homme.

La voie d'encoche

La voie de signalisation d'encoche est présente à la plupart des organismes multicellulaires, où elle règle plusieurs voies de développement critiques. Il y a quatre récepteurs d'encoche dans les mammifères : NOTCH1, NOTCH2, NOTCH3, et NOTCH4. Les récepteurs d'encoche sont des récepteurs de transmembrane, et les grippages de ligand d'encoche au domaine extracellulaire. Ceci mène au clivage et à l'activation du domaine intracellulaire. Le domaine intracellulaire écrit alors le noyau pour régler l'expression du gène.

Pendant que le récepteur est activé par le contact de cellule-cellule, il a des rôles importants dans la transmission de cellule-cellule et le cahier des charges de lignée de cellules. La signalisation d'encoche a été montrée pour introduire le renouvellement automatique et pour empêcher le procédé de la différenciation en souris et cellules souche corticales humaines.

NOTCH2NL et la voie d'encoche

Récent, on lui a montré que NOTCH2NL peut augmenter l'expression de Hes1, un effecteur en aval de la voie d'encoche. L'effet de NOTCH2NL a été également vérifié utilisant un journaliste transcriptionnel d'activité d'encoche, et on l'a constaté que l'activité de journaliste a augmenté en réponse au gène de NOTCH2NL. Ces résultats prouvent que NOTCH2NL peut directement activer la voie d'encoche.

Histoire évolutionnaire des gènes de NOTCH2NL dans la lignée de singe grande. Crédit d
Histoire évolutionnaire des gènes de NOTCH2NL dans la lignée de singe grande. Crédit d'image : Et autres de Fiddes/cellule DOI : 10.1016/j.cell.2018.03.051

Expression de NOTCH2NL dans le cerveau

On a observé l'expression du gène de NOTCH2NL dans la zone ventriculaire du cerveau, qui se compose des cellules souche neurales dans le cortex de cerveau. Elle se compose de trois paralogs : NOTCH2NLA, NOTCH2NLB, et NOTCH2NLC. NOTCH2NLA et NOTCH2NLB sont exprimés aux concentrations faibles aux semaines 7−9 de gestation en souris, et l'expression augmente par la suite à la semaine 21 de gestation. NOTCH2NLC a été exprimé aux concentrations très faibles dans tout le procédé du corticogenesis, ou au développement du cerveau. Des gènes de NOTCH2NL se sont avérés présents dans toute la zone ventriculaire d'une façon de sel et de poivre à neuf semaines de gestation. Aux stades avancés, ils étaient présents dans toute la zone subventricular dans le cerveau.

NOTCH2NLB augmente les cellules souche neuronales dans le cerveau

Une étude récente par Vanderhaeghen et Cie. a montré cela quand NOTCH2NLB est activé dans un sous-ensemble de cellules souche neurales, elles triplent presque en nombre. Ceci propose que NOTCH2NLB soit impliqué dans la prolifération des cellules neurales d'ancêtre. De même, l'augmentation des ancêtres a été également accompagnée d'une augmentation du nombre de neurones.

Rôle de NOTCH2NLB dans la taille croissante de cerveau

En outre, l'expression de NOTCH2NLB presque a triplé la taille des régions du cerveau in vitro, alors que l'omission menait à de plus petits tissus organoid classés renforçant le rôle de ce gène au neurogenesis de contrôle.

NOTCH2NLB et progression du cycle cellulaire

L'étude ci-dessus a également examiné les effets spécifiques de NOTCH2NLB sur le cycle cellulaire en cellules souche neurales, et les chercheurs ont constaté que les cellules exprimant NOTCH2NLB ont montré la sortie réduite de cycle cellulaire. Ainsi, il y avait une augmentation de rentrée de cycle cellulaire.  Le gène de NOTCH2NLB peut, pour cette raison, augmenter la population neurale de cellule souche en augmentant la rentrée de cycle cellulaire.

Rôle évolutionnaire de NOTCH2NLB

Une des caractéristiques les plus importantes différentes entre les êtres humains et les primates est nos grands cerveaux. Cette caractéristique menée à nos fonctions cognitives accrues. Les études récentes présument que les gènes de NOTCH2NL étaient présents dans le dernier ancêtre courant des êtres humains, des chimpanzés et des gorilles.

Cependant, chez l'homme ceci a été converti en gène viable. Ceci s'est produit quand l'une copie de NOTCH2NL a été reproduite dans les êtres humains héréditaires, qui ont remis le fonctionnement. Le gène fonctionnel a été alors copié de nouveau deux fois pour provoquer les paralogues.

Ceci alors a par la suite réglé le procédé du neurogenesis qui a mené à la taille accrue de cerveau chez l'homme. Les gorilles et les chimpanzés contiennent également des gènes de NOTCH2NL-like ; cependant ils sont présents sous forme de pseudogènes, qui codent pour les protéines non fonctionnelles.

Intéressant, NOTCH2NL est situé dans une partie des chromosomes humains qui a été impliquée dans le TDAH, l'autisme, la schizophrénie et les difficultés scolaires. Avec NOTCH2NL ayant trois paralogues, il est enclin soit copié (reproduit) ou détruit quand l'ADN est reproduit. Quand l'étude par Fiddes et Cie. a regardé des patients présentant des erreurs autour de cette région, on l'a constaté que les duplications de NOTCH2NL mènent à une taille accrue de cerveau, alors que les omissions mènent à une réduction de taille de cerveau. Ceci fournit d'autres preuves que NOTCH2NL est impliqué dans la taille de cerveau chez l'homme.

Sources

Further Reading

Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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