Wie ist die Netzhaut aufgebaut? Und wie Neuronen unterscheiden, werden die einzelnen Komponenten des visuellen Systems? Durch die Fokussierung auf die frühen Phasen dieses komplexen Prozesses, Forscher an der Universität von Genf (UNIGE), Schweiz, in Zusammenarbeit mit der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), haben festgestellt, dass die genetischen Programme für die Geburt von verschiedenen Arten von retinalen Zellen und Ihre Fähigkeit zur Draht zu den richtigen Teil des Gehirns, wo Sie übertragen die visuellen Informationen. Darüber hinaus die Entdeckung von mehreren Genen regulieren Nerven-Wachstum auch die Möglichkeit, einen Schub zu optic nerve regeneration in der Ereignis neurodegenerativer Erkrankungen. Diese Ergebnisse können sein entdeckt in der Zeitschrift Entwicklung.
Das visuelle system der Säugetiere besteht aus verschiedenen Typen von Neuronen, von denen jeder muss seinen Platz finden im Gehirn zu aktivieren, zu transformieren Reize empfangen, die durch das Auge in Bilder. Gibt es Photorezeptoren, die Licht erkennen, Sehnerv Neuronen, die senden Informationen an das Gehirn, kortikale Neuronen, die in form von Bildern, oder Neuronen, die verbindungen zwischen den anderen Zellen. Wenn noch nicht differenziert in den frühen Stadien der embryonalen Entwicklung werden diese Neuronen sind alle produziert von Vorläuferzellen, die, in der Lage sind, die Anlass zu verschiedenen Kategorien von spezialisierten Neuronen. Um besser zu verstehen, den genauen Verlauf dieses Mechanismus und der Identifizierung der Gene bei der Arbeit während Netzhaut-Bau, Forscher untersuchten die Dynamik der Genexpression in den einzelnen Zellen. „So überwachen Sie die Aktivität von Genen in Zellen und verstehen die frühzeitige Spezifikation von retinalen Neuronen, wir sequenzierten mehr als 6.000 Zellen während der retinalen Entwicklung und führte groß angelegte bioinformatischen Analysen“, erklärt Quentin Lo Giudice, Ph. D.-student in der Abteilung von Grundlegenden Neurowissenschaften an der UNIGE Fakultät von Medizin und ersten Autor von diesem Artikel.
Mapping-system im Bau
In Zusammenarbeit mit Gioele La Manno und Marion Leleu der EPFL, die Forscher untersucht Stammvater Verhaltens während des Zell-Zyklus als auch während der fortschreitenden Differenzierung. Die Wissenschaftler kartierten sehr genau die verschiedenen Zelltypen der Netzhaut und die genetischen Veränderungen, die auftreten, während der frühen Phasen dieses Prozesses. „Über den „Alter“—das ist, wenn Sie generiert wurden, während Ihrer embryonalen Leben—die Vielfalt der Neuronen ergibt sich aus Ihrer position in der Netzhaut, die prädestiniert Sie für ein bestimmtes Ziel-in das Gehirn“, erklärt Pierre Fabre, leitender Forscher in der Abteilung von Grundlegenden Neurowissenschaften an der UNIGE Fakultät für Medizin, wer ist der Regisseur dieses Werkes. „Darüber hinaus, durch die Vorhersage der sequentiellen Aktivierung von neuronalen Genen, wir waren in der Lage zu rekonstruieren, mehrere Unterscheidung Programme, ähnlich Linie Bäume, die uns zeigt, wie die Vorfahren, Fortschritte in eine Zelle eingeben oder ein anderes nach Ihrer letzten Teilung.“
Die Forscher führten eine zweite Analyse. Wenn das Rechte Auge vor allem verbindet, im wesentlichen auf die linke Seite des Gehirns, und Umgekehrt, ein kleiner Anteil von Neuronen, die vom rechten Auge machen Sie die Anschlüsse auf der rechten Seite des Gehirns. In der Tat, alle Arten mit zwei Augen, die mit sich überlappenden visuellen Felder, wie Säugetiere, muss in der Lage sein zu mischen Informationen aus beiden Augen in dem gleichen Teil des Gehirns. Diese Konvergenz macht es möglich zu sehen, binocularly wahrnehmen und tiefen oder Entfernungen. „Wohl wissend, dass dieses Phänomen haben wir genetisch und individuell „tagged“ der Zellen, um zu Folgen, jeder von Ihnen, wie Sie Fortschritte an Ihrem endgültigen Platz im visuellen system“, sagt Quentin Lo Giudice. Durch den Vergleich der genetischen Vielfalt dieser beiden neuronalen Populationen, entdeckten die Forscher 24 Gene, könnte spielen eine wichtige Rolle in der dreidimensionalen Sehens. „Die Identifizierung dieser gene expression patterns stellt möglicherweise einen neuen molekularen code Orchestrierung der Netzhaut Verdrahtung des Gehirns“, ergänzt Dr. Fabre.
In Richtung der regenerativen Medizin
Noch bevor die Neuronen, die das Gehirn erreichen, müssen Sie verlassen die Netzhaut durch den Sehnerven. Der Letzte Teil dieser Studie identifiziert die Moleküle, die Anleitung Neuronen auf dem richtigen Weg. Darüber hinaus werden diese gleichen Moleküle ermöglichen auch das anfängliche Wachstum der Axone, die Teil von Neuronen, überträgt elektrische Signale zu den Synapsen und sorgt so für den Durchgang von Informationen von einem neuron zu einem anderen, sowie etwa zwanzig Gene, die Steuerung dieses Prozesses. Diese Entdeckung ist ein wichtiger Schritt vorwärts für die regenerative Medizin.