Wissenschaftler am Scripps Research Institute ( TSRI ) haben einen wichtigen molekularen Signal, das die Entwicklung einer Schlüsselregion des Gehirns als Neokortex bekannt leitet decodiert. Die größte und zuletzt entwickelte Region des Gehirns , der Neocortex ist besonders gut bei Menschen entwickelt und ist für die sensorische Verarbeitung , langfristiges Gedächtnis, Denken , komplexe Muskelaktionen , Bewusstsein und andere Funktionen zuständig.
" Die Säugetier Neocortex hat einen unverwechselbaren Struktur mit sechs Schichten von Nervenzellen , und unsere Erkenntnis hilft zu erklären , wie diese Schichtstruktur ist in den ersten Lebens erzeugt ", sagt Ulrich Müller , Vorsitzender des TSRI der Abteilung für Molekulare und zelluläre Neurowissenschaften und Direktor des Dorris Zentrum für Neurowissenschaften bei TSRI .
Die Entdeckung , die in der Fachzeitschrift Neuron erscheint , wird wahrscheinlich auch die Forschung über Autismus zu helfen , Schizophrenie und anderen psychiatrischen Erkrankungen . "Mit Studien wie diese , wir fangen an, die normalen Funktionen von Molekülen , deren Störung durch Genmutationen können Entwicklungsgehirnstörungenführen zu verstehen", sagte Müller .
Die Suche nach ihrem Platz
Die von Müllers Team entdeckt Signal ist eine, die zu führen die Migration von Baby Neuronen durch die Entwicklungs Neocortex hilft . Solche Nervenzellen aus Stammzellen -ähnliche Zellen am Boden des Neocortex , wo sie umschlingt eine große , mit Flüssigkeit gefüllte Raum im Gehirn namens Herzkammer geboren. Die neugeborenen Neuronen wandern dann nach oben oder radial von der Herzkammer entfernt , an die richtige Stelle in sechsschichtigen , säulenförmige Struktur des Neocortex der Regie von - unter anderem - SonderführungZellen genannt Cajal - Retzius (CR) Zellen .
Vor Jahrzehnten entdeckten Wissenschaftler eine wichtige Signalprotein , Reelin , das CR -Zellen sezernieren und Baby neokortikalen Neuronen müssen erkennen , richtig zu migrieren. ( Mutierten Mäusen , die eine funktionelle Form des Proteins zeigen, fehlt unter anderem Anomalien , eine Kokons Gang . - Daher der Name ) Es gibt Hinweise , dass seitdem CR Zellen und Baby neokortikalen Neuronen tauschen anderen molekularen Signale , auch. "Aber in vielen Jahren des Studiums , war niemand in der Lage, diese Signale zu finden", sagte Müller .
Allerdings in einer Studie im Jahr 2011 veröffentlicht wurde, Müller und seine Kollegen festgestellt, Labor einen wesentlichen Anhaltspunkt. Reelin , sie entdeckt , führt neuronalen Migration zumindest teilweise durch die Förderung Baby Neuronen " Ausdruck eines allgemeinen Zell- Adhäsionsmolekül , cadherin2 ( Cdh2 ) . Seit Cdh2 kann von fast jedem Zelltyp in den Entwicklungs Neocortex ausgedrückt werden , dann begann das Team um andere Faktoren, die für die Spezifität der Wechselwirkung zwischen CR Zellen und Migration Baby Neuronen Konto aussehen würde .
Ein interessantes Muster
Ein Satz von Kandidaten waren die nectins - Zelladhäsion Proteine bekannt, mit Cadherine in anderen Zusammenhängen zu arbeiten. Lead-Autor Cristina Gil- Sanz , ein leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor Müller , kartiert die Expressionsniveaus der vier bekannten Arten von Säugetier Nectin Proteinen in der Entwicklung der Maus Cortex und fand ein interessantes Muster . "Wir beobachten, dass nectin1 ausdrücklich von CR Zellen und nectin3 durch die Migration Neuronen ", sagte Gil- Sanz . " Zur gleichen Zeit , wir wussten aus früheren Untersuchungen , die und nectin1 nectin3 sind bevorzugte Bindungspartner . "
Gil- Sanz und ihre Kollegen folgte mit anderen Experimenten und bestätigt, dass das Anschließen des nectin1 auf CR Zellen mit nectin3 auf Baby Neuronen ist für die richtige neuronalen Migration bald . " Dabei zeigte sich zum ersten Mal die Bedeutung direkter Kontakte zwischen CR -Zellen und Neuronen migrieren ", sagte Gil- Sanz .
Die Versuche zeigten auch, dass diese direkte Nectin- to- Nectin Verbindung effektiv Teil des Reelin -Signalwegs , da die Förderung der Cdh2 die Funktion Reelin in Migration Neuronen entpuppt sich über nectin3 weitgehend zu arbeiten. " Dies erklärt, wie die Interaktion tritt insbesondere zwischen Neuronen und CR -Zellen und nicht in der Nähe anderer Zellen, die auch zum Ausdruck bringen Cdh2 beinhalten ", sagte sie .
neue Möglichkeiten
Die Feststellung, weist auf die Möglichkeit anderer zellspezifische Paarungen , die über generische Cdh2 zu Cdh2 Verwachsungen in der Entwicklung des Gehirns zu arbeiten. "Wir wissen, dass es vier Nectin Proteine , sowie eine ganze Reihe von Nectin -ähnliche Moleküle ", sagte Müller. " Wir denken, dass es andere gibt , die dies tun als gut, und wir hoffen , sie zu finden . "
Die neue Studie ist ein großer Schritt in Richtung der vollständigen wissenschaftlichen Verständnis der neuronalen Migration in der Großhirnrinde , und es ist wahrscheinlich , die für die Untersuchung von Entwicklungshirnerkrankungenals zu ist .
Reelin - Signalanomalienbeim Menschen zu Autismus in Verbindung gebracht worden , Depression , Schizophrenie und auch Alzheimer, und in den letzten Jahren , Cadherin -Protein Mutationen müssen auch Störungen, einschließlich Schizophrenie und Autismus in Zusammenhang gebracht. "Studien wie der unsrigen geben Einblick in solche Befunde , durch die zeigen, dass diese Moleküle in Zusammenarbeit mit nectins , regulieren Schlüsselentwicklungsprozessewie die Positionierung von Neuronen in der Großhirnrinde ", sagte Müller.