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I ricercatori scoprono la rete del gene che regolamenta lo sviluppo del motoneurone in embrione crescente

I ricercatori del UCLA hanno scoperto i funzionamenti interni di una rete del gene che regolamenta lo sviluppo dei motoneuroni spinali nell'embrione crescente del mouse e del pollo. La ricerca egualmente risponde ad una domanda di lunga durata circa perché i motoneuroni, le cellule nervose del midollo spinale che gestiscono il movimento del muscolo, si formano molto più velocemente di altri tipi di neuroni.

Lo studio è stato pubblicato nella biologia del giornale PLOS dal Bennett co-senior Novitch dell'autore, nel membro del Eli e centro di Edythe nel vasto della ricerca a ricupero della cellula staminale e della medicina al UCLA ed in collaboratori dall'istituto del torcicollo di Francis a Londra, Regno Unito. Ha implicazioni importanti per la facilitazione della produzione dei motoneuroni dalle cellule staminali in laboratorio. Stacchi i motoneuroni dal gambo cella-derivati potrebbe essere usato per riparare il midollo spinale malato o nocivo e per studiare le malattie neurodegenerative quali la sclerosi laterale amiotrofica (anche conosciuta come Lou Gehrig's Disease) e l'atrofia muscolare spinale.

“Questo studio fornisce una visualizzazione dettagliata senza precedenti di come gli embrioni producono i tipi differenti delle cellule trovati nel midollo spinale maturo,„ ha detto Novitch, professore del Ethel Scheibel del UCLA della neurobiologia. “Le nuove tecniche sperimentali abbiamo usato, combinato con sforzi di collaborazione dei biologi e gli informatici, stanno permettendo che noi guadagnassimo la nuova comprensione nell'accuratezza squisita dello sviluppo embrionale.„

Durante lo sviluppo embrionale che del midollo spinale, i tipi differenti di cellule nervose sono formati dalle celle del precursore, chiamate progenitori neurali. È stato conosciuto a lungo che i tipi differenti di neuroni si formano alle velocità differenti durante lo sviluppo, con i motoneuroni che si formano più velocemente degli altri tipi di cellule nervose che popolano il midollo spinale. Tuttavia, i ricercatori non hanno saputo perché o i motoneuroni sviluppano questo modo.

Il gruppo di ricerca ha usato le ultime tecniche molecolari per valutare come l'attività dei geni cambia mentre i neuroni si formano. Ciò è stata raggiunta facendo uso di un approccio chiamato delineamento trascrizionale unicellulare, che permette che l'attività di tutti i geni in diverse celle sia misurata simultaneamente. Ciò ha dato al gruppo le istantanee di attività di gene globale in circa 200 celle che erano nel corso dei motoneuroni diventanti. Per analizzare questi dati, il gruppo ha sviluppato il software su ordinazione per ricostruire come l'attività di gene cambia mentre i motoneuroni si formano.

L'analisi ha suggerito che una proteina prodotta da un gene chiamasse Olig2, che è espresso soltanto nei progenitori neurali che creano i motoneuroni, promuove la formazione del motoneurone interferendo con l'attività di parecchi membri di un'altra famiglia del gene--i geni di Hes. I geni di Hes sono conosciuti per impedire lo sviluppo dei neuroni. I ricercatori hanno confermato il ruolo di Olig2 nella promozione della formazione del motoneurone aumentando o bloccando la funzione di Olig2 nei midolli spinali degli embrioni di sviluppo del pollo e del mouse come pure durante la formazione del motoneurone in cellule staminali embrionali del mouse.

“Durante lo sviluppo embrionale, il sistema nervoso è costruito dopo una cianografia precisa, con le parti fondamentali che si formano alle date ed alle località precise ed i numeri appropriati. La nostra ricerca fa luce in come questo trattamento è orchestrato specificamente per lo sviluppo del motoneurone,„ ha detto Novitch.

Sorgente: https://stemcell.ucla.edu/news/research-uncovers-gene-network-regulates-motor-neuron-formation-during-embryonic-development