Cell Reports: Назван основной ген, управляющий развитием мозга

Фото из открытых источников

Группе специалистов Института исследований приматов им. Лейбница удалось выяснить, что ген ARHGAP11A имеет ключевое значение для формирования уникальной клеточной структуры развивающегося мозга человека. Результаты обнародованы в Cell Reports.

Эксперты поясняют: человеческий мозг, в отличие от органа других животных, обладает масштабной корой, также ему присущи сложная организация и большое разнообразие клеток. Данные особенности формируются еще в период развития в вентрикулярной зоне, это та область, где стволовые клетки порождают нервные и вспомогательные клетки. Для деления и миграции в нужные слои клеткам приходится постоянно перестраивать цитоскелет, то есть внутренний «каркас», который определяет их форму и направление роста.

Исследование позволило установить, что именно ARHGAP11A контролирует данные процессы. Когда ген функционирует в пределах нормы, то и стволовые клетки сохраняются в нужном месте, их деление идёт в заданном темпе. При его отсутствии или сбоях в работе, клетки раньше времени покидают ткань и трансформируются в нейроны. Что быстро истощает резерв стволовых клеток и приводит к нехватке опорных клеток, необходимых для созревания и стабильности мозга.

Работу проводили на органоидах — моделях человеческого мозга, что выращены из стволовых клеток. Так учёные смогли увидеть, как нарушение работы ARHGAP11A меняет архитектуру развивающейся ткани. Через кратковременное подавление слишком активных сигнальных путей удавалось отчасти устранять такие дефекты, то есть, процесс потенциально управляем.

Авторы работы отметили, что в тканях мышей не были выявлены аналогичные изменения. Человеческий мозг развивается на базе уникальных паттернов, изучение которых эффективнее всего на органоидах.

Исследование помогает лучше понять генетические причины нарушений развития, таких как микроцефалия и гетеротопии нейронов. По мнению авторов, полученные данные со временем могут привести к более точной диагностике и новым подходам к лечению редких заболеваний мозга.