Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Nerveceller undertrykker aktivt alternative cellefeller, finner forskere

Anonim

En nevralcelle opprettholder sin identitet ved aktivt å undertrykke uttrykket av gener forbundet med ikke-neuronale celletyper, inkludert hud, hjerte, lunge, brusk og lever, ifølge en undersøkelse fra forskere ved Stanford University School of Medicine.

annonse


Det gjør det med et kraftig repressorprotein. "Når dette proteinet mangler, blir nevrale celler litt forvirret, " sa Marius Wernig, MD, lektor i patologi. "De blir mindre effektive ved å overføre nerve signaler og begynner å uttrykke gener forbundet med andre cellefeller."

Studien markerer den første identifikasjonen av en nær-global repressor som arbeider for å blokkere mange cellefeller, men en. Det foreslår også muligheten for et nettverk av as-yet-uidentifiserte master regulatorer som er spesifikke for hver celletype i kroppen.

"Konseptet med en invers master regulator, en som undertrykker mange forskjellige utviklingsprogrammer i stedet for å aktivere et enkelt program, er en unik måte å kontrollere neuronell celleidentitet og et helt nytt paradigme om hvordan cellene opprettholder sin celle skjebne gjennom hele livets organisme, Sier Wernig.

Fordi proteinet Myt1l har vist seg å være mutert hos mennesker med autisme, schizofreni og større depresjon, kan den oppdagede virkemåten gi nye muligheter for terapeutisk inngrep for disse forholdene, sa forskerne.

Wernig er seniorforfatter av studien, som vil bli publisert online 5. april i naturen . Postdoktorale Moritz Mall, PhD, og ​​Michael Kareta, PhD, er hovedforfattere.

repressors

Myt1l er ikke det eneste proteinet som er kjent for å undertrykke visse cellefeller. Men de fleste andre kjente repressorer blokkerer bare en type utviklingsprogram, i stedet for mange. For eksempel er en kjent repressor kalt REST kjent for å blokkere nevronbanen, men ingen andre.

"Hittil har forskere bare fokusert på å identifisere disse typer single-lineage-repressorer, " sa Wernig. "Begrepet" alt annet enn "repressor er helt nytt."

I 2010 viste Wernig at det er mulig å konvertere hudceller til funksjonelle nevroner i løpet av tre uker ved å utsette dem for en kombinasjon av bare tre proteiner som vanligvis uttrykkes i nevroner. Denne "direkte omprogrammering" omkjørte et trinn som kalles inducerte pluripotency som mange forskere hadde trodd var nødvendig for å forvandle en celletype til en annen.

Et av proteinene som er nødvendige for å oppnå transformasjon av hud til nevroner, var Myt1l. Men inntil denne studien var forskerne uvitende nøyaktig hvordan den fungerte.

"Vanligvis tenker vi når det gjelder hvilke regulatoriske programmer som skal aktiveres for å lede en celle til en bestemt utviklingsstat, " sa Wernig. "Så vi ble overrasket da vi tok en nærmere titt og så at Myt1l faktisk undertrykte uttrykket for mange gener."

Disse gener, forskerne fant, kodet proteiner som er viktige for utviklingen av lunge, hjerte, lever, brusk og andre typer ikke-neuronalt vev. Videre er to av proteinene, Notch og Wnt, kjent for aktivt å blokkere nevrogenese i den utviklende hjernen.

Blokkering av Myt1l-uttrykk i hjernen til embryonale mus reduserte antall modne nevroner som utviklet seg i dyrene. Videre førte knocking av Myt1l-uttrykk i modne nevroner dem til å uttrykke lavere enn normale nivåer av neuralspesifikke gener og å brann mindre lett som svar på en elektrisk puls.

'Et perfekt lag'

Wernig og hans kollegaer motsatte effekten av Myt1l med den av et annet protein som heter Ascl1, som er nødvendig for å omprogrammere hudfibroblaster direkte til nevroner. Ascl1 er kjent for å spesifikt fremkalle ekspresjonen av nevronale gener i fibroblaster.

"Sammen fungerer disse proteinene som et perfekt lag for å trene en utviklende celle, eller en celle som blir omprogrammert, inn i den ønskede celle skjebne, " sa Wernig. "Det er et vakkert scenario som begge blokkerer fibroblastprogrammet og fremmer det neuronale programmet. Min gut følelse ville være at det er mange flere master-repressorer som Myt1l som finnes for bestemte celletyper, som hver vil blokkere alt annet enn en celle skjebne. "

Wernig er medlem av Stanfords kardiovaskulære institutt, Child Health Research Institute, Cancer Institute, Neurosciences Institute og Bio-X.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Stanford University Medical Center . Opprinnelig skrevet av Krista Conger. Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Moritz Mall, Michael S. Kareta, Soham Chanda, Henrik Ahlenius, Nicholas Perotti, Bo Zhou, Sarah D. Grieder, Xuecai Ge, Sienna Drake, Cheen Euong Ang, Brandon M. Walker, Thomas Vierbuchen, Daniel R. Fuentes, Philip Brennecke, Kazuhiro R. Nitta, Arttu Jolma, Lars M. Steinmetz, Jussi Taipale, Thomas C. Südhof, Marius Wernig. Myt1l beskytter neuronal identitet ved aktivt å undertrykke mange ikke-neuronale skjebner . Nature, 2017; DOI: 10, 1038 / nature21722