A tanulmány új szabályokat tár fel a leszármazási vonal fejlődésére vonatkozóan

A tanulmány új szabályokat tár fel a leszármazási vonal fejlődésére vonatkozóan

A hipotalamusz, az emlősök idegrendszerének egyik legösszetettebb agyi régiója, az endokrin, autonóm és viselkedési funkciókat szabályozó neuronok elképesztő heterogenitását tartalmazza. Nemcsak a táplálékfelvételt, a vízbevitelt, a testhőmérsékletet, a cirkadián ritmust és az alvást szabályozza, hogy fenntartsa az egyes organizmusok túlélését, hanem szabályozza a pubertás kezdetét és a szaporodási viselkedést is a költőpopuláció fenntartása érdekében.

„Mi indítja el a pubertást” – ez az egyik a Science magazin 125. évfordulós számában feltett 125 nagy kérdés közül. WU Qingfeng professzor vezette kutatók, a Kínai Tudományos Akadémia Genetikai és Fejlődésbiológiai Intézetéből azt találták, hogy a pubertás kezdetének fejlődési programozása a TBX3-tól függ. Új szabályokat is feltártak a vonal progressziójára vonatkozóan, amelyek a hipotalamusz fejlődése során a neuronális differenciálódáson keresztül működnek.

Az eredményeket november 16-án tették közzé a Science Advances folyóiratban.

Ebben a tanulmányban Prof. WU csoportja megállapította, hogy a TBX3 egy progenitor domént határoz meg a fejlődő hipotalamuszban, és sorsmeghatározóként szolgál a neuronális sors kialakulásának és fenntartásának szekvenciális szabályozásában.

A neuroendokrin rendszer az agyban található neuropeptiderg neuronok heterogén gyűjteményéből áll, amelyek között a hipotalamusz KNDy neuronjai egy nélkülözhetetlen sejtaltípust képviselnek, amely szabályozza a pubertás kezdetét. Bár a hipotalamusz idegi progenitorok és neurális progenitorok a leszármazási hierarchia mentén azt javasolták, hogy kaszkád diverzifikációs stratégiát alkalmazzanak a szélsőséges neuronális diverzitás létrehozására, a neuroendokrin neuronok altípusának meghatározásának celluláris logikája nem volt világos.

Korábbi genetikai vizsgálatok azt sugallják, hogy a TBX3 genetikai mutációi ulnáris emlőszindrómát (UMS) okoznak, amelyet a mellső végtagok rövidülése, az emlőmirigyek hibás fejlődése és a nemi szervek rendellenességei jellemeznek. Figyelemre méltó, hogy a legtöbb UMS-betegnél késik a pubertás kezdete.

Genetika és genomika e-könyv

Összeállítás az elmúlt év legjobb interjúiból, cikkeiről és híreiről. Tölts le egy ingyenes példányt

A kutatók szerint a Tbx3 genetikai ablációja a szervezet szintjén jelentősen késlelteti az állatok pubertás kezdetét, és megzavarja a nőstény egerek ivarzási ciklusát. Sejtszinten a TBX3 fontos szerepet játszik a hipotalamuszban lévő KNDy neuronok sorsának kialakításában és fenntartásában. Továbbá, molekuláris szinten a TBX3 szabályozza a géntranszkripciót a fázisszétválasztáson keresztül, ezáltal indukálja a neuropeptid expresszióját a hipotalamusz neuronjaiban.

Fontos, hogy az UMS-betegekben azonosított TBX3 mutánsok közül több nem tud fázis-szeparált kondenzátumokat képezni és hatékonyan szabályozza a neuropeptid expressziót, ami az UMS-betegek késleltetett pubertás hátterében álló kóros mechanizmust képviseli.

Emellett Prof. WU arra kívánt választ adni, hogyan halad a neuronális vonal a hipotalamusz fejlődése során fiziológiás és kóros körülmények között. Kollégáival példátlan sejttípus-célzási stratégiát alkalmaztak a leszármazási vonal nyomon követéséből és a genetikailag manipulált egerekből származó egysejtű adatkészletek összehasonlításával, és két, a származástól független szabályt fedeztek fel: az intra-lineage retention (ILR) és az inter-lineage interakciót (ILI). szabályozza a vonal progresszióját kóros körülmények között.

Összességében ez a tanulmány feltárja azokat a sejtes és molekuláris mechanizmusokat, amelyek mögött a TBX3 mutációk megzavarják a pubertás kezdetét UMS-betegekben, és feltárja az ILR és ILI szabályait a sejtsors specifikációja során.

Forrás:

Kínai Tudományos Akadémia

Referencia:

Shi, X. és mtsai. (2022) A Tbx3 hierarchikus telepítése határozza meg a hipotalamusz KNDy neuronjainak azonosságát a pubertás kezdetének szabályozására. Tudományos fejlődés. doi.org/10.1126/sciadv.abq2987.

.