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Les gènes sauteurs aident l'unicité de detemine de différents cerveaux

Les cerveaux sont des merveilles de diversité : aucun regard deux les mêmes -- pas même ceux autrement des vrais jumeaux. Les scientifiques à l'institut de Salk pour des études biologiques ont pu avoir fondé une explication pour la variété incompréhensible dans l'organisme et le fonctionnement de cerveau : éléments mobiles, pièces d'ADN qui peuvent sauter d'une place dans le génome à l'autre, changeant fait au hasard l'information génétique en cellules du cerveau uniques. Si assez de ces sauts se produisent, elles pourraient permettre à différents cerveaux de se développer des voies distinctement différentes.

« Cette mobilité ajoute un élément de variété et souplesse aux neurones dans un sens darwinien réel de caractère aléatoire et de choix, » dit Fred H. Gage, professeur et co-responsable du laboratoire de la génétique à l'institut de Salk et à l'auteur important de l'étude publiée en nature de cette semaine. Ce procédé de produire la diversité avec l'aide des éléments mobiles et puis de la sélecter pour le plus en bonne santé est limité au cerveau et laisse d'autres organes inchangés. « Vous ne voudriez pas cet élément ajouté d'individualité à votre coeur, » il ajoute.

Les cellules de précurseur dans le cerveau embryonnaire, qui mûrissent dans des neurones, examinent et agissent plus ou moins de mêmes. Cependant, ces précurseurs provoquent éventuel une panoplie de cellules nerveuses qui sont énormément diverses dans la forme et le fonctionnement et forment ensemble le cerveau. Le recensement des mécanismes qui mènent à cette diversification a été un défi de longue date. Les « gens ont spéculé qu'il pourrait y a un mécanisme pour produire la diversité en cerveau comme il y a dans le système immunitaire, et la diversité du système immunitaire est peut-être l'analogie la plus proche que nous avons, » dit l'outil.

Dans le système immunitaire, les gènes codant pour des anticorps sont brouillés pour produire une grande variété d'anticorps capables d'identifier un numéro infini des antigènes distincts.

Dans leur étude, les chercheurs ont attentivement suivi un élément génétique mobile humain unique, un soi-disant élément LINE-1 ou L1 en cellules neuronales cultivées de précurseur des rats. Alors ils l'ont introduit dans des souris. Chaque fois que l'élément L1 conçu a sauté, la cellule affectée a commencé à rougeoyer verte [POURQUOI ?]. « Nous étions très enthousiastes quand nous avons vu les cellules vertes partout dans le cerveau chez nos souris, » dit le chargé de recherches et le co-auteur M. Caroline N. Marchetto, « parce qu'alors nous avons su qu'il s'est produit in vivo et ne pourrait pas être écarté comme corps étrangers de culture de tissu. »

Les éléments L1 transposables, ou « les gènes sauteurs » car ils sont souvent appelés, composent 17 pour cent de notre ADN génomique mais très peu sont connus au sujet de eux. Presque tous sont abandonnés à un endroit permanent par des mutations les rendant dysfonctionnelles, mais chez l'homme cent environ est libre pour déménager par l'intermédiaire d'un mécanisme de « copie et de pâte ». Longtemps écarté en tant que le charabia inutile ou « camelote » ADN, les éléments L1 transposables étaient vraisemblablement les parasites intracellulaires ou les restes de notre passé évolutionnaire éloigné.

On l'a connu pendant longtemps que les éléments L1 sont en activité dans le testicule et les ovaires, qui explique comment ils jouent potentiellement un rôle dans l'évolution en réussissant sur des mises en place neuves aux générations futures. « Mais personne n'a d'une façon convaincante jamais expliqué la mobilité en cellules autres que la ligne cellules de germe, » dit l'outil.

Indépendamment de leur activité dans le testicule et les ovaires, les éléments L1 sautants sont non seulement seuls au cerveau adulte mais semblent se produire également pendant les stades précoces du développement des cellules nerveuses. L'équipe de Salk a trouvé des mises en place seulement en cellules neuronales de précurseur qui avaient déjà pris leur engagement initial à devenir un neurone. D'autres types de cellules trouvés dans le cerveau, tel que des oligodendrocytes et des astrocytes, étaient inchangés.

Au moins dans la ligne de germe, les copies de L1s semblent se brancher plus ou moins fait au hasard au génome de leur cellule hôte. « Mais en cellules neuronales d'ancêtre, ces éléments mobiles semblent rechercher des gènes exprimés dans des neurones. Nous pensons qui est parce que quand les cellules commencent à différencier les cellules commencent à ouvrir des gènes et à exposer leur ADN aux mises en place, » explique le co-auteur Alysson R. Muotri. « Ce que nous avons montré pour la première fois est qu'une mise en place unique peut salir l'expression du gène et influencer le fonctionnement des différentes cellules, » il ajoute.

Cependant, il est trop tôt pour indiquer combien de fois le mouvement endogène des éléments L1 dans des neurones humains et comment fortement ce procédé est réglé ou ce qui se produit quand ce procédé va de travers, outil d'attentions. « Nous avons seulement regardé un élément L1 avec un gène de borne et pouvons seulement le dire que la motilité est susceptible sensiblement plus pour les éléments L1 endogènes, » ajoute.