کشف مکانیسم تشکیل چین در قشر مغز

به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، تعیین عوامل ژنتیکی و اپی ژنتیکی که بر چین خوردگی مغز تأثیر می گذارند، هدف جدیدترین مطالعه به رهبری آزمایشگاه نوروژنز و انبساط قشر مغز است. این کار نشان داده است که علائم اپی ژنتیک یک مکانیسم کلیدی در دستورالعمل هایی است که چین های قشر مغز را ایجاد می کند و پروتئین Cux2 نقش تعیین کننده ای در این فرآیند ایفا می کند. محققان قبلاً یک نقشه اولیه ایجاد کرده بود که در سطح ژنتیکی محل تولید شکم و شیار در مغز را در طول مرحله ای از رشد جنینی که در آن چین ها هنوز شروع به تولید نکرده اند، ایجاد کرده بودند. در ابتدا، قشر صاف است، اما ناحیه ای وجود دارد که رشد زیادی خواهد داشت و با رشد، شکنج ایجاد می کند. در کنار آن، سایر نواحی کمتر رشد می کنند و فرورفته می مانند و شیار تشکیل می دهند. این به این دلیل است که هزاران ژن وجود دارد که در قشر جنین در حال رشد بیان می شوند.

به لطف همکاری با آزمایشگاه Tiwari، متخصص در اپی ژنتیک و تجزیه و تحلیل اپی ژنومیک، آنها توانسته اند این تحقیق را یک قدم جلوتر ببرند و آنچه را که به عنوان چشم انداز اپی ژنتیک سلول های قشر مغز شناخته می شود، مطالعه کنند. برای توسعه این مطالعه، محققان بر روی علامت اپی ژنتیکی H3K27ac تمرکز کردند، زیرا این شاخص دارای بیشترین توانایی برای پیش بینی بیان ژن است. محققان مشاهده کردند که در بسیاری از مکان هایی که H3K27ac وجود داشت، بیان ژن رخ نمی داد و همچنین مورد مخالف را مشاهده کردند، ژن هایی وجود داشتند که بدون وجود علامت اپی ژنتیکی بیان می شدند.

محققان بر پروتئین Cux2 تمرکز کردند زیرا مشارکت آن در رشد مغز به طور گسترده ای شناخته شده است. Cux2 پروتئینی است که در تمایز نورونی، رشد دندریت و به طور کلی تشکیل مدارهای عصبی نقش دارد. کارشناسان می خواستند تأثیر این عامل را بر روی چین خوردگی مغز تأیید کنند و برای انجام این کار، DNAی را که این پروتئین را رمزگذاری می کند در طول دوران بارداری وارد مغز جنین کردند. به لطف این تکنیک، آنها تایید کردند که Cux2 قادر به تغییر الگوهای تاشو است. یعنی می تواند چین هایی را در قشر مغز موش ایجاد کند، که در غیر این صورت صاف است، و در مورد موش خرما که از قبل چین هایی دارد، پروتئین می تواند الگوی چین خوردگی ایجاد شده را کاملاً تغییر دهد.

از طریق توالی یابی تک سلولی، محققان می توانند تغییراتی را که Cux2 در سلول ها برای تولید gyri ایجاد می کند، تجزیه و تحلیل کنند. آنها تأیید کردند که نوعی سلول گلیا شعاعی وجود دارد، سلول های بنیادی مسئول تولید نورون ها، که عملاً ناپدید می شوند و به انواع دیگر سلول های گلیا شعاعی اجازه تکثیر در مقادیر بیشتری را می دهند. این نه تنها بر روی نوع اجدادی که نورون ها را ایجاد می کند، بلکه بر دودمان سلولی آنها نیز تأثیر می گذارد که به نوبه خود مستقیماً در ایجاد شکنج و شکاف در مغز نقش دارد. تا شدن یکی از ویژگی های مغز انسان است که در صورت نقص، منجر به ناتوانی های جدی یادگیری و ذهنی می شود. گاهی اوقات بیماران دارای جهش های ژنتیکی هستند که به دلیل فقدان شکنج باعث ناهنجاری های مغزی می شود.