Проучването разкрива нови правила за прогресиране на родословието

Проучването разкрива нови правила за прогресиране на родословието

Хипоталамусът, един от най-сложните мозъчни региони в нервната система на бозайниците, съдържа удивителна хетерогенност от неврони, които регулират ендокринните, автономните и поведенческите функции. Той не само регулира приема на храна, приема на вода, телесната температура, циркадните ритми и съня, за да поддържа оцеляването на отделните организми, но също така контролира началото на пубертета и репродуктивното поведение, за да поддържа популацията за размножаване.

„Какво предизвиква пубертета“ е един от 125-те големи въпроса, зададени в 125-ия юбилеен брой на списание Science. Изследователи, ръководени от проф. WU Qingfeng от Института по генетика и биология на развитието на Китайската академия на науките, установиха, че програмирането на развитието на началото на пубертета зависи от TBX3. Те също така са открили нови правила за прогресиране на линията, които действат чрез невронална диференциация по време на развитието на хипоталамуса.

Резултатите бяха публикувани на 16 ноември в Science Advances.

В това проучване групата на проф. WU откри, че TBX3 дефинира прогениторен домейн в развиващия се хипоталамус и служи като детерминанта на съдбата за последователен контрол на установяването и поддържането на съдбата на невроните.

Невроендокринната система се състои от хетерогенна колекция от невропептидергични неврони в мозъка, сред които хипоталамичните KNDy неврони представляват незаменим клетъчен подтип, който контролира началото на пубертета. Въпреки че хипоталамусните невронни предшественици и невронните предшественици по протежение на йерархията на родословието са предложени да използват стратегия за каскадна диверсификация за генериране на екстремно невронно разнообразие, клетъчната логика за определяне на подтип невроендокринни неврони е неясна.

Предишни генетични изследвания предполагат, че генетичните мутации в TBX3 причиняват синдром на улнарната млечна жлеза (UMS), който се характеризира със скъсени предни крайници, дефектно развитие на млечните жлези и генитални аномалии. Трябва да се отбележи, че повечето пациенти с UMS имат забавено начало на пубертета.

Електронна книга по генетика и геномика

Компилация от най-добрите интервюта, статии и новини от последната година. Изтеглете безплатно копие

Според изследователите, генетичната аблация на Tbx3 на ниво организъм значително забавя началото на пубертета при животните и нарушава естралния цикъл на женските мишки. На клетъчно ниво TBX3 играе важна роля в установяването и поддържането на съдбата на KNDy невроните в хипоталамуса. Освен това, на молекулярно ниво, TBX3 регулира генната транскрипция чрез фазово разделяне, като по този начин индуцира невропептидна експресия в хипоталамичните неврони.

Важно е, че няколко TBX3 мутанта, идентифицирани при пациенти с UMS, не успяват да образуват фазово разделени кондензати и ефективно да регулират невропептидната експресия, представлявайки патологичен механизъм, лежащ в основата на забавения пубертет при пациенти с UMS.

В допълнение, проф. WU искаше да отговори как невроналната линия прогресира по време на развитието на хипоталамуса при физиологични и патологични условия. Той и колегите му използваха безпрецедентна стратегия за насочване към клетъчен тип чрез сравняване на едноклетъчни набори от данни от проследяване на родословие и генетично манипулирани мишки и разкриха две независими от родословието правила - задържане в линията (ILR) и взаимодействие между линиите (ILI). регулират прогресията на линията при патологични състояния.

Като цяло, това проучване разкрива клетъчните и молекулярните механизми, които са в основата на това как мутациите на TBX3 нарушават началото на пубертета при пациенти с UMS и разкрива правилата на ILR и ILI по време на спецификацията на клетъчната съдба.

източник:

Китайска академия на науките

Справка:

Shi, X., et al. (2022) Йерархичното разгръщане на Tbx3 диктува идентичността на хипоталамичните KNDy неврони за контрол на началото на пубертета. Научни постижения. doi.org/10.1126/sciadv.abq2987.

.