مطالعه قوانین جدیدی را برای پیشرفت دودمان آشکار می کند

هیپوتالاموس، یکی از پیچیده ترین مناطق مغز در سیستم عصبی پستانداران، حاوی ناهمگونی شگفت انگیزی از نورون ها است که عملکردهای غدد درون ریز، خودمختار و رفتاری را تنظیم می کنند. این نه تنها مصرف غذا، مصرف آب، دمای بدن، ریتم شبانه روزی و خواب را برای حفظ بقای ارگانیسم‌های فردی تنظیم می‌کند، بلکه شروع بلوغ و رفتار تولیدمثلی را برای حفظ جمعیت پرورشی کنترل می‌کند.

“چه چیزی باعث بلوغ می شود” یکی از 125 سوال بزرگ مطرح شده در نسخه 125 سالگرد علوم پایه مجله محققان به سرپرستی پروفسور WU Qingfeng از موسسه ژنتیک و زیست شناسی رشدی آکادمی علوم چین نشان داده اند که برنامه ریزی رشد شروع بلوغ به TBX3 وابسته است. آنها همچنین قوانین جدیدی را برای پیشرفت دودمان کشف کرده اند که از طریق تمایز عصبی در طول رشد هیپوتالاموس عمل می کند.

نتایج در منتشر شد پیشرفت علم در 16 نوامبر

در این مطالعه، گروه پروفسور WU دریافتند که TBX3 یک دامنه پیش ساز را در هیپوتالاموس در حال توسعه تعریف می کند و به عنوان یک تعیین کننده سرنوشت برای کنترل متوالی استقرار و حفظ سرنوشت عصبی عمل می کند.

سیستم عصبی غدد درون ریز از مجموعه ای ناهمگن از نورون های نوروپپتیدرژیک در مغز تشکیل شده است که در میان آنها نورون های KNDy هیپوتالاموس نشان دهنده یک زیرگروه سلولی ضروری است که شروع بلوغ را کنترل می کند. اگرچه پیشنهاد شده است که پیش سازهای عصبی هیپوتالاموس و پیش سازهای عصبی در امتداد سلسله مراتب سلسله مراتبی یک استراتژی تنوع آبشاری را برای ایجاد تنوع عصبی شدید اتخاذ می کنند، منطق سلولی برای تعیین یک زیرگروه از نورون های عصبی غدد درون ریز نامشخص است.

مطالعات ژنتیکی قبلی نشان می دهد که جهش های ژنتیکی در TBX3 باعث سندرم اولنار-پستانی (UMS) می شود که با کوتاه شدن اندام های جلویی، رشد ناقص غدد پستانی و ناهنجاری های تناسلی مشخص می شود. قابل توجه است که اکثر بیماران UMS تاخیر در شروع بلوغ را نشان می دهند.

به گفته محققان، در سطح ارگانیسم، فرسایش ژنتیکی از Tbx3 به طور قابل توجهی شروع بلوغ حیوانات را به تاخیر می اندازد و چرخه فحلی موش های ماده را مختل می کند. در سطح سلولی، TBX3 نقش مهمی در استقرار سرنوشت و نگهداری نورون‌های KNDy هیپوتالاموس ایفا می‌کند. علاوه بر این، در سطح مولکولی، TBX3 رونویسی ژن را از طریق جداسازی فاز تنظیم می‌کند و در نتیجه بیان نوروپپتید را در نورون‌های هیپوتالاموس القا می‌کند.

مهم، چندگانه است TBX3 جهش‌های شناسایی‌شده در بیماران UMS در تشکیل میعانات جدا شده از فاز شکست می‌خورند و نمی‌توانند به طور موثر بیان نوروپپتید را تنظیم کنند، که یک مکانیسم پاتولوژیک زیربنایی بلوغ تاخیری در بیماران UMS را فراهم می‌کند.

علاوه بر این، پروفسور WU به دنبال پاسخ به چگونگی پیشرفت دودمان عصبی در طول رشد هیپوتالاموس تحت شرایط فیزیولوژیکی و پاتولوژیک بود. او و همکارانش با مقایسه مجموعه داده‌های تک سلولی از ردیابی دودمان و موش‌های دستکاری شده ژنتیکی، از استراتژی بی‌سابقه‌ای برای هم‌ترازی نوع سلولی استفاده کردند و دو قانون مستقل از اصل و نسب را آشکار کردند: حفظ درون خطی (ILR) و تعامل بین خطی (ILI) که تنظیم پیشرفت دودمان تحت شرایط پاتولوژیک.

در مجموع، این مطالعه مکانیسم‌های سلولی و مولکولی را نشان می‌دهد TBX3 جهش‌ها با شروع بلوغ در بیماران UMS تداخل دارند و قوانین ILR و ILI را در طول تعیین سرنوشت سلولی آشکار می‌کنند.