Neurale Stammzellen beeinflussen das timing und die Flugbahn der division bei der Entwicklung des Gehirns mehr als zuvor gedacht, RIKEN-Forscher haben found1. Diese Entdeckung könnte wichtige Implikationen für unser Verständnis von der evolution des säugetier-Gehirns.
„Wir waren daran interessiert, die Allgemeine design-Prinzipien, wie Gehirne gebaut werden“, sagt Fumio Matsuzaki des RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research.
Matsuzaki und sein team haben sich auf die Hirn-Stammzellen bekannt als radiale glia (Abb. 1). Diese Zellen, die Anlass zu allen Neuronen in der Großhirnrinde sind, die sich zwischen zwei Oberflächen, bekannt als die apikalen und basalen Membranen.
Radiale glia zunächst teilen Sie seitlich symmetrisch, woraus sich zwei Tochter radialen glia, die auch verankert, die auf beiden Oberflächen. Im Laufe der Zeit, einige dieser Zellen beginnen, die Aufteilung asymmetrisch, schieben an der basalen Oberfläche und verursacht die Entwicklung des Gehirns zu erweitern nach außen. Diese asymmetrische Divisionen Ertrag mehr-Reifen-Zellen, die letztlich produzieren Neuronen und anderen Zellen des Gehirns.
Seit Jahrzehnten haben entwicklungsbiologen haben postuliert, dass dieser übergang geregelt ist, durch Veränderungen in der Ausrichtung des zellulären Spindeln—molekulare Maschinen, die für mitotische Teilung—bezogen auf die apikale Oberfläche.
Aber die Vorherige Arbeit von Matsuzaki und seine Kollegen angerufen hat, dass das Modell in question2 3. „Unsere Ergebnisse haben bedeutende Nachweise erbracht, dass mitotischen Spindel-Orientierung nicht bestimmen, ob der Selbsterneuerung oder Differenzierung erfolgt“, sagt er.
Die neuesten Erkenntnisse von Matsuzaki team nicht nur verstärken, diese Hypothese, sondern bieten auch einen alternativen Mechanismus zum Ausgleich für diese Verschiebung.
Die Forscher manipulierten die Spindel-Orientierung der radialen glia und dann bebildert, was passiert ist. Geändert Orientierung verursacht radialen glia zu trennen von der apikalen Membran, aber nicht unbedingt führen zu asymmetrischer Teilung und expansion. Stattdessen early-stage radial glia haben die Kapazität zu erweitern Membran Projektionen oder ‚endfeet‘ können anfügen an die apikale Oberfläche, so dass die symmetrische division zu gehen.
„Diese Fähigkeit, sich zu regenerieren verhindert die radiale glia trennen und Migration“, erklärt Matsuzaki. „Erst später in der Entwicklung zu tun, diese Loslösung Ereignisse führen zu expansion und Differenzierung.“
Dies ist nicht nur wichtig für die Entwicklung des Gehirns; es hat auch evolutionäre Konsequenzen, da dieser Prozess regelt die expansion der kortikalen Schichten in der Nähe der hirnoberfläche und komplexe Falten gesehen, die in den Gehirnen von Primaten und anderen höheren Säugetieren.