Учёные из Университета Каназавы нашли ген, отвечающий за правильность формирования извилин коры головного мозга, и область расположения нейронов, которые отвечают за этот процесс. Исследование, опубликованное в Cell Reports, провели на хорьках, что позволило обойти проблему, по которой для этой работы невозможно использовать мозг традиционного подопытного животного – мыши, ведь у мышей он гладкий.
Слева – нормально сформированная извилина. Справа – извилина, сформированная после «вырезания» гена Cdk5 из ДНК нейронов верхнего слоя коры. Источник: Hiroshi Kawasaki.
Кора головного мозга обеспечивает нам всю высшую нервную деятельность. У людей и некоторых млекопитающих кора имеет множество складок –извилинам. Их приобретение в процессе эволюции дало возможность поместить намного большее количество нейронов в тот же объём черепной коробки, и, таким образом, достигнуть большего разнообразия функций мозга.
Как мы ранее писали, в других исследованиях уже показали, что возникновение извилин – механический процесс, обусловленный обменом сигналами между нейронами в первые полгода внутриутробного развития человека. Там, где сигналы интенсивнее, образуется больше связей, натяжение между аксонами сильнее, и формируются складки.
Учёным из Каназавы удалось выяснить, где находятся нейроны, которые играют основополагающую роль этом процессе. Из результатов исследования следует, что это нервные клетки, которые находятся в верхнем слое коры головного мозга. Ранее никому не удавалось выделить конкретную область, так что это можно считать существенным прорывом.
Кроме того, объединив метод направленного редактирования генома CRISPR-Cas9 и особой техники введения гена, разработанной японскими учеными непосредственно для манипуляций с генами коры головного мозга хорьков, учёные смогли «вырезать» ген Cdk5 из нейронов верхнего слоя коры. В этом случае нормальное развитие извилин нарушалось. Помимо всего этот ген сцеплен с рядом органических и нейродегенеративных заболеваний мозга, а также эпилепсией.
Исследователи надеются, что их работа проложит путь к новым данным об эволюции мозга. Кроме того, возможно, получится изучить патогенез и этиологию различных заболеваний, вызванных или сопровождающихся нарушениями в строении извилин. Например, натяжение внутри коры снижается с возрастом, а также при нейродегенеративных заболеваниях типа болезни Альцгеймера.
Текст: Полина Гершберг
Folding of the Cerebral Cortex Requires Cdk5 in Upper-Layer Neurons in Gyrencephalic Mammals by Yohei Shinmyo, Yukari Terashita, Tung Anh Dinh Duong, Toshihide Horiike, Muneo Kawasumi, Kazuyoshi Hosomichi, Atsushi Tajima, and Hiroshi Kawasaki in Cell Reports. Published online August 2017
doi:10.1016/j.celrep.2017.08.024
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.
Powered by WPeMatico
