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El estudio revela cómo los mecanismos de mando del gen definen la identidad de las neuronas del médula oblonga que se convierten

Un estudio reciente en la universidad de Helsinki revela cómo los mecanismos de mando del gen definen la identidad de neuronas que se convierten en el médula oblonga. Los investigadores también mostraron que una falla en la diferenciación de las neuronas del médula oblonga lleva a las anormalidades del comportamiento, incluyendo déficit de la hiperactividad y de atención.

El cerebro mamífero es grande, pero el estado de su actividad es controlado por un número mucho más pequeño de neuronas. Muchos de éstos están situados en el médula oblonga, una parte evolutionarily conservada del cerebro, que controla humor, el estímulo y la actividad de motor. ¿Como cuál son las neuronas del médula oblonga? ¿Cómo se convierten en el cerebro embrionario? ¿Cómo los defectos en su revelado se reflejan en actividad cerebral y comportamiento?

El grupo de investigación, llevado por profesor Juha Partanen en la facultad de las ciencias biológicas y ambientales, universidad de Helsinki, ha dirigido estas preguntas estudiando la regla del gen en el médula oblonga embrionario.

El fenotipo de una neurona, se determina en gran parte ya temprano en un embrión. Hemos mostrado cómo ciertos genes del selector, que se expresan pronto después del inicio de la diferenciación neuronal, y controlamos la actividad de otros genes específicos de la neurona, determinamos la identidad de la neurona que se convertía.

Los los últimos años han proveído de nosotros las herramientas muy potentes a la expresión génica del estudio en células individuales. Analizando productos del gen en neuronas embrionarias, podemos ahora seguir los caminos de la diferenciación de neuronas y examinar qué suceso exactamente cuando las células que se convierten toman diversos caminos - por ejemplo en convertirse en una neurona que inhibe o que activa su objetivo.

Los caminos de la diferenciación se ramifican para producir la diversidad neuronal notable que la función del cerebro está basada conectado. Según las identidades gen-expresión-basadas, las neuronas no maduras encuentran su situación en el cerebro y hacen contactos con otros componentes del conjunto de circuitos de los nervios.

¿Se encaminan erróneamente qué si los postes indicadores de la expresión génica apuntan en direcciones equivocadas y las neuronas que se convierten? En el médula oblonga, esto tiene consecuencias graves en la función y el comportamiento del cerebro.

En una situación semejante, “hemos estudiado ratones con un desequilibrio en la diferenciación de las neuronas que activaban o que inhibían los sistemas dopaminérgicos y serotonergic del neurotransmisor. Estos ratones son hiperactivos e impulsivo, tienen cambios en su recompensa que detecta y que aprende. Su hiperactividad se puede aliviar con las drogas usadas para tratar déficits humanos de la atención y de la hiperactividad,” mientras que Partanen clarifica.

En suma, Partanen indica que, “a pesar de la investigación activa, la base de desarrollo de muchos desordenes del comportamiento humanos es todavía mal entendida. No sabemos todavía si las contrapartes humanas de las neuronas que estudiamos están implicadas en estos déficits. Sin embargo, desde la perspectiva de la regla del comportamiento, este grupo específico de neuronas es altamente importante y todavía hay lote a aprender sobre ellas.”

Source:
Journal reference:

Morello, F., et al. (2020) Molecular Fingerprint and Developmental Regulation of the Tegmental GABAergic and Glutamatergic Neurons Derived from the Anterior Hindbrain. Cell Reports. doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108268.