Исследование, во главе с командой в Медицинской школе Университета Северной Каролины, было издано 30 июня в журнале Nature Neuroscience.«Мы хотели получить лучший смысл того, как кора головного мозга построена», сказала главный автор исследования Ева Антон, доктор философии, преподаватель в Отделе Цитобиологии и Физиологии и члена Центра Нейробиологии UNC. «Клетки, которые мы изучили – радиальные глиальные клетки – обеспечивают леса для формирования мозга, делая нейроны и ведя их туда, где они должны пойти. Это – первый шаг в формировании функциональной нейронной схемы в мозгу. Это исследование дает нам новую информацию о механизмах, вовлеченных в тот процесс».
Исследователи заинтересовались геном Arl13b из-за его выражения в части клетки, названной основной ресницей и его связью с редким неврологическим расстройством, известным как синдром Жубера. Синдром характеризуется мозговыми уродствами и аутизмом как особенности.
«В дополнение к помощи нам понять важный клеточный механизм, вовлеченный в нормальное мозговое развитие, это исследование может предложить объяснение некоторых уродств, замеченных в больных синдромом Жубера», сказал Антон. Хотя нет никакого непосредственного клинического заявления для этих пациентов, исследование действительно помогает осветить факторы позади болезни. «Это показывает то, что, возможно, пошло не так, как надо в некоторых из тех пациентов, которые привели к уродствам», сказал Антон.
Кора головного мозга, «серое вещество» мозга, ответственна за функции высшего порядка, такие как память и сознание. Как использование строителей лесов, чтобы переместить людей и материалы во время строительства, радиальные глиальные клетки обеспечивают поучительную матрицу, чтобы создать основные структурные особенности коры головного мозга. Ошибки в формировании и развитии радиальных глиальных клеток могут перевести на структурные проблемы в мозгу, как это развивается, сказал Антон.У и мышей и людей есть ген Arl13b.
Исследователи произвели серию мышей с мутациями на гене Arl13b в различных стадиях развития, чтобы отследить эффекты мутаций на мозговое развитие. Они обнаружили, что ген крайне важен для способности радиальных глиальных клеток ощутить сигналы через придаток, названный основной ресницей. Без этой сигнальной способности радиальная глия была неспособна организовать в поучительные леса, способные к организации организованного формирования коры головного мозга. «Ресницы в этих клетках играют важную роль в начальной установке этих лесов», сказал Антон. «Без функционирования ген Arl13b клетки не смогли определить полярность и сформированный случайно. В результате они сформировали уродливую кору головного мозга с эктопическими группами нейронов вместо организованных слоев нейронов с соответствующей возможностью соединения, которая будет ожидаться в развивающемся мозгу.
Среди соавторов Холден Хиггинботэм, Цзями Го, Юкако Екота, Джингджун Ли, Ниша Верма, Владимир Гуккасян и Джошуа Хирт от UNC, и Николь Умбергер, Чэнь-Ин Су и Тамара Кэспэри из Университета Эмори.