En gen som triggar bildandet av nervsystemet har upptäckts

Hypotesen att embryots nervsystem bildar sig självt, utan specifika signaler, har inte bekräftats. Japanska forskare har hittat en gen som utlöser omvandlingen av könsceller till nervceller.

I embryots utveckling sker ett viktigt steg i bildandet av tre groddlager. I de flesta flercelliga organismer har embryokroppen i något skede en treskiktsstruktur, och vart och ett av dessa lager - ektoderm, mesoderm och endoderm - är föregångaren till en hel grupp vävnader. Således kommer derivat av exodermen att utföra integumentära och sensoriska funktioner i den framtida organismen, det vill säga att bland annat embryots ektodermlager ger upphov till hela nervsystemet.

Baserat på resultaten från studier av bildandet av nervvävnad skapades en unik modell, enligt vilken nervvävnad bildas i embryot på ett passivt sätt. Med andra ord, när andra utvecklingsalternativ redan har uttömts, och det inte finns något behov av att bilda olika integumentära vävnader, då är det nervvävnadens tur. Detta innebär att det inte finns någon specifik aktiv signal för att starta denna process: ektodermceller innehåller flera hämmande proteiner som hämmar utvecklingen av nervvävnad. När allt annat har bildats släpper dessa hämmare, bildligt talat, taget om tyglarna, och produktionen av nervvävnad börjar.

Forskare vid Center for Developmental Biology vid Institute of Physical and Chemical Research (RIKEN) har lyckats utmana modellen för passiv neuralvävnadsutveckling. En grupp ledd av Yoshiki Sasai undersökte genaktivitet under transformationen av prekursorceller i musembryonala neuralvävnader. De fann att produkten av en gen, Zfp521, aktiverar andra gener som är involverade i processen att skapa neuralvävnad, även i närvaro av proteiner som dessa gener normalt undertrycker.

Vid studier av musembryon visade det sig att lokaliseringen av Zfp521-proteinet i embryot och tiden för dess aktivitet är kopplade till den plats där omvandlingen av ektodermen till nervvävnad börjar. Om musembryon injicerades med neuronala prekursorceller med Zfp521-proteingenen avstängd i ett tidigt utvecklingsstadium, kunde de inte integreras i embryots utvecklande nervsystem. Efterföljande molekylärgenetisk analys visade att denna gen stimulerar omvandlingen av ektodermen till neuroektoderm, från vilken i sin tur de omedelbara prekursorerna till neuroner erhålls. De japanska forskarnas experiment beskrivs i detalj i en publikation i tidskriften Nature.

Nervvävnad bildas således inte passivt och inte "av sig själv", utan under inverkan av en specifik aktiv regulator, som initierar dess bildning. Att dechiffrera mekanismen kan visa sig oerhört viktigt för medicinen om det går att visa att bildandet av nervvävnad hos människor initieras på exakt samma sätt.