رفتن به نوشته‌ها

مکانیسم دافعه بین نورون ها ساختار مغز پرواز را کنترل می کند

کانازاوا ، ژاپن، 7 سپتامبر 2020 / PRNewswire / – محققان دانشگاه کانازاوا گزارش در ارتباطات طبیعت کشف این که در مغز مگس در حال رشد ، سلولهای عصبی ناشی از همان سلول والدین دافعه را تجربه می کنند. این دافعه وابسته به نسب توسط پروتئینی معروف به Dscam1 تنظیم می شود.

ساختار مغز دارای ویژگی های ستونی است ، که فرض می شود از سلول های عصبی (نورون ها) ناشی از همان سلول اصلی ناشی می شود و در ابتدا واحدهای شعاعی تشکیل می شود. اینکه چطور دقیقاً این روند در سطح مولکولی پیش می رود ، هنوز توضیح داده نشده است. اکنون ، یک بینش مهم ناشی می شود ماکوتو ساتو و همكارانش از دانشگاه كانازاوا كه نشان می دهند چگونه ، در مغز مگس ، ژنی به نام Dscam تنظیم می كند كه چگونه نورونها از یك نژاد یکدیگر را دفع می كنند ، و آكسونهای آنها را به ستونهای مختلف فرافكن می كند. (آکسون ها یا رشته های عصبی برجستگی های طولانی سلول های عصبی هستند که عملکرد آنها انتقال سیگنال های الکتریکی است). این یافته “فرضیه واحد شعاعی” را تأیید می کند ، مکانیسم بازی دافع وابسته به نسب بین سلولهای عصبی خواهر است.

محققان ابتدا سیر تکامل رشد نورون در مدولا ، بخشی از سیستم بینایی مگس را که دارای یک ساختار ستونی است ، بررسی کردند. تکامل آن شبیه به قشر مخ در مغز پستانداران است. این شامل نوروبلاستها (سلولهای بنیادی عصبی مانند) است که گروههایی از سلولهای عصبی را به طور شعاعی و وابسته به هم تولید می کنند. ساتو و همکارانش فاصله بین نورون های خواهر (یعنی نورون هایی که از همان نوروبلاست نشأت می گیرند و یک واحد شعاعی تشکیل می دهند) و بین جفت آکسون را ثبت کردند. از داده های به دست آمده از راه دور ، دانشمندان توانستند نتیجه بگیرند که نورون های خواهر اغلب یکدیگر را دفع می کنند – این مشاهدات با تشکیل ستون ها سازگار است. ساتو و همکارانش این روند را “دافعه وابسته به نسب” می نامند.

مکانیزمی که دافعه وابسته به نسب را امکان پذیر می کند باید در سلولهای عصبی دختران باشد که از همان نوروبلاست گرفته شده اند و “هویت نوروبلاست مادر مشترک” آنها را به یاد می آورند. Sato و همکارانش توضیح دادند که پروتئین Dscam1 در آن دخیل است. Dscam1 می تواند نزدیک به 20000 نوع ایجاد کند ، اما هنگامی که دو مولکول مشابه Dscam1 به هم متصل می شوند ، منجر به سیگنالی دافعه می شوند که برای جلوگیری از خود در برخی فرآیندهای دندریتیک کنترل می شود – دندریت ها منشعب مانند سلول های عصبی هستند. دلیل این است که سلولهای عصبی دختران که از همان نوروبلاست ناشی می شوند همان نوع Dscam1 را تولید می کنند و بنابراین یکدیگر را دفع می کنند ، در حالی که سلولهای عصبی از نژادهای مختلف انواع مختلف Dscam1 را بیان می کنند که یکدیگر را دفع نمی کنند و می توانند به همان ستون بروند.

دانشمندان توانستند با استفاده از یک سری آزمایشات که رابطه بین Dscam1 و دافعه وابسته به نسب را تأیید می کنند ، از استدلال خود حمایت کنند. ساتو و همکارانش خاطرنشان کردند که “مکانیزمی که ما پیشنهاد می کنیم … بسیار ساده است” ، و اضافه کردند که “تعیین اینکه آیا مکانیسم های مشابهی در سیستم های بیولوژیکی دیگر از جمله تشکیل ستون در مغز پستانداران وجود دارد” جالب خواهد بود.

زمینه

فرضیه واحد شعاعی

فرضیه واحد شعاعی نظریه ای است که توسعه قشر مغز را توصیف می کند. (قشر مخ) لایه بیرونی بافت عصبی بزرگترین قسمت مغز انسان است. نقش مهمی در عملکردهای مغز مانند ادراک ، فکر ، حافظه ، زبان و هوشیاری دارد.) فرضیه ادعا می کند که در مراحل اولیه توسعه ، قشر مغز به عنوان مجموعه ای از “ستون ها” یا “واحد شعاعی” متقابل شکل می گیرد ، و هر واحد از یک لایه سلول بنیادی حاوی سلول های بنیادی عصبی نشات می گیرد. ماكوتو ساتو و همكارانش از دانشگاه كانازاوا اكنون نتايجي را نشان مي دهند كه در مغز مگس ، سلول هاي عصبي از يك نژاد آكسون خود را به ستون هاي مختلف طراحي مي كنند و اين مكانيسم توسط ژن Dscam (مولكول چسبندگي سلولي سندرم داون) تنظيم مي شود.

Dscam1

پرواز Drosophila Dscam1 ژن بیش از 19000 نوع را رمزگذاری می کند (“ایزوفرم ها”). اتصال Dscam1 با ایزوفرم های یکسان منجر به یک سیگنال دافعه می شود ، که برای مکانیسم های خاص اجتناب از خود در سلول مهم است. ساتو و همکارانش نشان دادند که در لارو مگس ، Dscam1 در نوروبلاست ها بیان می شود و بنابراین توسط سلول های عصبی دارای اصل و نسب یکسان به ارث می رسد. این منجر به دافعه وابسته به نسب بین سلولهای عصبی در واحد شعاعی می شود ، که پس از آن نقش مهمی در توسعه ساختار ستونی مدولای مگس دارد.

ارجاع

چویان لیو، اولنا تروش، ژوژون هان، میائوکسینگ وانگ ، ری تاکایاما ، تتسو یاسوگی ، تاکاشی هایاشی، و ماکوتو ساتو. Dscam1 واحدهای ستونی را از طریق دافعه وابسته به نسب بین سلولهای عصبی خواهر در مغز پرواز ایجاد می کند ، ارتباطات طبیعت 11، 4067 (2020).

DOI: 10.1038 / s41467-020-17931-w

URL: https://www.nature.com/articles/s41467-020-17931-w

پیوند به شکل 1

https://www.kanazawa-u.ac.jp/wp-content/uploads/2020/09/200902_Figure0-300×230.jpg

عنوان: Dscam دافعه وابسته به نسب را تنظیم می کند. نورون های یک تبار یکدیگر را دفع می کنند و به ستون های مختلف تحت کنترل Dscam پروژه می دهند.

پیوند به شکل 2

https://www.kanazawa-u.ac.jp/wp-content/uploads/2020/09/200902_Figure2.jpg

عنوان: سلولهای عصبی از همان نژاد توسط همان نوع Dscam برچسب گذاری می شوند و به ستونهای مختلف پروژه می دهند. نورونهایی که از همان نوروبلاست مشتق می شوند ، به دلیل بیان همان نوع Dscam (با یک رنگ برچسب خورده) یکدیگر را دفع می کنند و به ستونهای مختلف منتقل می شوند.

پیوند به شکل 3

https://www.kanazawa-u.ac.jp/wp-content/uploads/2020/09/200902_Figure3.jpg

عنوان: سلولهای عصبی از همان نژاد به همان ستون در مغزهای جهش یافته Dscam. نورونهای یک تبار در غیاب عملکرد Dscam یکدیگر را دفع نمی کنند و در همان ستون قرار می گیرند. در نتیجه ، ستون ها شکل غیر عادی نشان می دهند.

درباره ابتکار موسسه علوم مرزی (اینفینیتی)

https://infiniti.adm.kanazawa-u.ac.jp/fa/

موسسه ابتکار علوم مرزی (InFiniti) در سال تاسیس شد آوریل 2015 به منظور ایجاد نتایج تحقیقات نوآورانه و گشودن زمینه های جدید تحقیق علمی. این موسسه مزایای علمی دانشگاه کانازاوا را افزایش می دهد ، تحقیقات بین رشته ای را ارتقا می بخشد و گردش بین المللی محققان با استعداد را تسریع می کند. همچنین بر اساس نتایج تحقیقات خود ، میان رشته ای ، جامعیت و بین المللی بودن محققان جوان را پرورش می دهد.

درباره دانشگاه کانازاوا

http://www.kanazawa-u.ac.jp/e/

به عنوان دانشگاه جامع پیشرو در دریای ژاپن ساحل ، دانشگاه کانازاوا کمک زیادی به آموزش عالی و تحقیقات آکادمیک در کرده است ژاپن این دانشگاه دارای سه دانشکده و 17 مدرسه است که دوره هایی را در رشته هایی شامل پزشکی ، مهندسی کامپیوتر و علوم انسانی ارائه می دهد.

این دانشگاه در ساحل دریای ژاپن در کانازاوا – شهری غنی از تاریخ و فرهنگ. شهر کانازاوا از زمان سلطنت (1867-1598) از نظر فکری بسیار قابل احترامی برخوردار است. دانشگاه کانازاوا به دو پردیس اصلی تقسیم شده است: کاکوما و تاکاراماچی برای تقریباً 10200 دانشجو از جمله 600 نفر از خارج از کشور.

اطلاعات تماس

بخش امور ارتقا Research تحقیقات
دانشگاه کانازاوا
Kakuma-machi ، Kanazawa 920-1192 ، ژاپن
پست الکترونیک: [email protected]
تلفن: + 81- (0) 76-264-5296

منبع دانشگاه کانازاوا

منتشر شده در جدید ترین اخبار

دیدگاه‌ها غیرفعال هستند.