Их открытие – фундаментальный прогресс для биологии и нейробиологии, и подробный в работе, опубликованной 10 апреля в iLife журнала – также, может пролить новый свет на материнский гипотиреоз, условия человеческого существования, в которых слишком мало щитовидной железы произведено и опасно для беременных женщин и их развивающихся младенцев.В их статье команда UO, которая также включала Брэндона Марка, аспиранта в биологии, связала гормон ecdysone с ранее неизвестной последовательностью экспрессии гена в стволовых клетках Дрозофилы. Гормон у дрозофилы – по существу эквивалент человеческого гормона щитовидной железы, сказал ведущий автор исследования Мубарак Хусейн Сайед, постдокторский исследователь в лаборатории соавтора Криса Доу.«Наше открытие – первый пример гормонов, регулирующих чувствительные ко времени генные переходы во время нейрогенеза, и это предлагает захватывающее понимание того, как проблемы с гормональной передачей сигналов могли быть вовлечены в неврологические болезни», сказал Сайед. «Во время беременности дефицит гормона щитовидной железы может привести к серьезным неврологическим дефектам, задержке умственного развития и необратимому эмбриональному повреждению головного мозга».
Нормальное производство щитовидной железы у людей управляет продовольственным метаболизмом, который, в свою очередь, регулирует температуру тела и сердечный ритм. Когда уровни щитовидной железы слишком низкие, беременные женщины находятся в опасности для ошибки, гипертонии и преждевременных родов.Зародыш требует щитовидной железы от матери в течение первых 12 недель беременности, после которой зародыш может произвести свое собственное.
Младенцы, родившиеся матерям с невыявленным или невылеченным гипотиреозом, находятся в опасности для плохого мозгового развития и проблем с обучаемостью.У личинок дрозофилы, используемых в исследовании, действие гормона зависело от своевременного появления его рецептора, который появляется на полпути через личиночную жизнь в нервных стволовых клетках.
Это – жизненный этап, где изменения в экспрессии гена необходимы, чтобы управлять числом и идентичностью различных нейронов, требуемых закончить мозговое формирование.«Дрозофилы позволяют нам изучать мозговое развитие в более простом организме с более коротким жизненным циклом и более доступным мозгом, все же тот, который делится большой генетической информацией с людьми, сказал Сайеда, который базируется в Институте UO Нейробиологии и Институте Молекулярной биологии, где он работает с Доу.
Самка, которая также является Говардом Хьюзом Медицинский следователь Института, базирующийся в UO, была избрана 2 мая в Национальную академию наук в знак признания его работы в развитии клетки, включая нервные стволовые клетки и развитие центральной нервной системы у дрозофил.Нервные стволовые клетки делятся, чтобы дать начало всем различным типам клетки в мозгу. Как они делают так тайна, на которой Доу провел годы, учась. Предыдущая работа в его лаборатории показала, что стволовые клетки могут выразить различные гены со временем, чтобы изменить идентичность нейроны, которые они делают.
Развитие человеческого мозга начинается в течение третьей недели беременности, когда группа стволовых клеток, известных как нервные стволовые клетки, ассигнована, чтобы сделать весь мозг.«Развитие человеческого мозга требует подобных переходов в типе нейронов, сделанных нервными стволовыми клетками во время эмбрионального развития», сказал Доу. «Отказ сделать полное, разнообразное дополнение нейронов был бы катастрофическим для мозгового развития».
Такой отказ перейти экспрессию гена может привести к быстрому увеличению клеток, которые производят опухоли.«Дрозофила, которую нервные стволовые клетки будут делить со временем, чтобы сделать все более различные виды клеток головного мозга», сказал Сайед. «Интересный и важный вопрос состоит в том, как все эти различные виды клеток головного мозга произведены? Как нервные стволовые клетки знают, когда прекратить делать эти нейроны?»Используя личинки дрозофилы, команда UO стремилась определить последовательность экспрессии гена и механизма, которым нервные стволовые клетки переключаются с выражения одного гена к выражению следующего.
Выполнение так помогает также понять, как нервные стволовые клетки знают, когда прекратить делиться.Блокируя гормональную передачу сигналов в нервных стволовых клетках в экспериментах, команда Сайеда смогла показать важность гормона.
«Определяя клеточный механизм, которым гормональная передача сигналов регулирует мозговое развитие, мы приходим ближе к пониманию, как эти процессы способствуют и нейродегенеративным заболеваниям нейроразвития», сказал Сайед.