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實習醫生日記之頑固失眠

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PLoS Biol:科學家發現胚胎發育過程中調節運動神經元的網絡!

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摘要:年月日訊生物谷的研究人員發現了一個調節正在生長的雞和小鼠胚胎中脊髓運動神經元發育的基因網絡研究人員還回答了一個長久以來無法回答的問題為什么運動神經元脊髓用于控制肌肉運動的神經元比其他神經元更快形成圖片來源這項研究于近日發表在

2018年2月7日訊 /生物谷BIOON /——UCLA的研究人員發現了一個調節正在生長的雞和小鼠胚胎中脊髓運動神經元發育的基因網絡。研究人員還回答了一個長久以來無法回答的問題:為什么運動神經元(脊髓用于控制肌肉運動的神經元)比其他神經元更快形成。

PLoS Biol:科學家發現胚胎發育過程中調節運動神經元的網絡!

圖片來源:PLOS Biology/UCLA Broad Stem Cell Research Center

這項研究于近日發表在《PLOS Biology》上,共同通訊作者包括UCLA Eli and Edythe Broad再生醫學和干細胞研究中心的Bennett Novitch以及來自英國倫敦弗朗西斯·克里克研究所的合作者。該研究可以幫助實現干細胞向運動神經云分化。干細胞來源的運動神經元能夠用于治療病變或者損傷的骨髓,并用于研究神經退行性疾病如肌萎縮性脊髓側索硬化癥和脊髓性肌萎縮。

“這項研究詳細解釋了胚胎如何產生成熟脊髓中的各種細胞。” UCLA神經生物學Ethel Scheibel教授Novitch說道。“我們和生物學家及計算生物學家一起合作運用新技術為我們了解胚胎發育的精準過程帶來了希望。”

脊髓中不同的神經細胞會在胚胎發育過程中由神經前體細胞形成。長久以來我們都知道不同的神經元在胚胎發育的不同時期形成,其中運動神經元是脊髓中最先形成的神經元。然而研究人員并不知道為什么運動神經元會以這種方式發育形成。

研究人員使用最新的分子生物學技術評估了神經元形成過程中基因活動的改變。他們通過一種叫做單細胞轉錄分析的方法完成了這項任務,該技術可以同時檢測單個細胞的所有基因活動。這幫助團隊同時檢測運動神經元形成過程中涉及的200個基因的活動。為了分析這些數據,研究人員開發了計算機軟件重建神經元形成過程中基因活動的變化。

分析結果表明一個叫做Olig2的基因產生的蛋白質通過干擾另一個基因家族(Hes基因)的幾個成員的活性促進了運動神經元的形成。Hes基因可以抑制神經元形成。研究人員通過抑制或者增加小鼠胚胎或者雞胚胎脊髓中Olig2的活性確認了Olig2具有促進運動神經元形成的功能。

“在胚胎發育過程中,神經系統會按照精準的程序形成,每一部分都會在準確的時間和位置形成。我們的研究揭示了運動神經元形成過程中的精準程序。”Novitch說道。(生物谷Bioon.com)

參考資料:

Andreas Sagner et al. Olig2 and Hes regulatory dynamics during motor neuron differentiation revealed by single cell transcriptomics, PLOS Biology (2018). DOI: 10.1371/journal.pbio.2003127

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