Исследователи из Института молекулярных биотехнологий в Вене исследуют, как крошечные молекулы микроРНК контролируют рост и дифференцировку клеток головного мозга. Уму непостижимо представить, как наш мозг развивается всего из нескольких клеток в высокоразвитую биохимическую и биоэлектрическую систему, включающую в себя более 100 миллиардов нейронов у взрослых. Учеными из Института молекулярной биотехнологии (IMBA) в Вене были опубликованы новые научные исследования в ЕМВО Journal, в которых они показывают, как клетки с помощью небольшой молекулы РНК, формируют сложные многослойные структуры развивающегося мозга мыши. Когда стволовые клетки делятся для формирования новых тканей и органов, они должны расположить свой аппарата клеточного деления в конкретной ориентации, чтобы расположить свои дочерние клетки в местах, где они получают различные сигналы, определяющие их последующую функцию. Тогда вновь образованные клетки могут формироваться с целью получения специализированных функций в головном мозге, например, они могут стать различными типами нейронов и генерировать, и передавать электрические импульсы ... или остаться стволовыми клетками, которые будут продолжать делится для того, чтобы произвести больше клеток. Ориентация делящихся клеток определяет их судьбу. Д-р Хуан Пабло Федеда, ученый IMBA и первый автор исследования, объясняет свои выводы: "наши исследования сосредоточены на понимании того, что определяет ориентацию митотического веретена. Мы уже знали, что если шпиндели имеют неправильную ориентацию, то клетки делятся неравномерно, и в мозге это может привести к неврологическим патологиям. Мы также знали, что молекулы, называемые микроРНК могут играть важную роль в этом процессе, но мы не знаем, какую именно." Из микроскопии-скрининга для исследования мозга мыши Крошечные молекулы микро-РНК могут воздействовать на экспрессию генов включая их, отключая их, или заставляя их работать по-разному. Исследователь д-р Даниэль Жерлих, Доктор Федеда и команда IMBA использовала культивируемые клетки, чтобы проверить функцию всех микро-РНК, определенную во время деления клеток мозга. Федеда описывает свой подход: "визуализируя веретено клеток флуоресцентным маркером, мы отметили, что пул из шести микроРНК под названием miR-34/449 повлиял на ориентацию веретена во время деления клеток. Затем мы проверили, действительно ли эти микро-РНК также могутт влиять на ориентацию митотического веретена в развитии мозга мыши, используя методику, созданную в лаборатории Юргена Кноблиха в IMBA. Действительно, мы обнаружили, что после выключения генов mIR-34/449 , у мышей развивался меньший по размеру мозг и он содержали большее количество стволовых клеток, называемых радиальными глиальными клетками. Это показало нам, что радиальные глиальные клетки могут расти относительно нормально, но мы предположили, что они не могут далее дифференцироваться в более сложные клетки. Поэтому мы пришли к выводу, что микроРНК mIR-34/449 необходимо для нормального развития головного мозга". mIR-34/449 регулирует ориентацию митотического веретена Ученые IMBA сравнили экспрессию генов в клетках с или без mIR-34/449 и обнаружили различия в экспрессии белка под названием JAM-А. Этот белок было интересен тем, что играет определенную роль в ориентации митотического веретена в других тканях. Ген JAM-A подвергся инжинерии, чтобы сделать его нечувствительным к mIR-34/449; команда IMBA была в состоянии точно определить его значение для ориентации митотического веретена. "Наши результаты показывают, что в развитии мозга мыши, mIR-34/449 регулирует JAM-A для обеспечения правильного направления деления клеток и точного формирования слоев мозга", - заключает Даниэль Жерлиц. "Данное исследование дает представление о роли микро-РНК в развитии мозга, но аналогичные механизмы могут работать и в других органах."