კვლევა: ადამიანის ტვინი ერთი კი არა, ორი სხვადასხვა ორგანოსგან ვითარდება

ადამიანის ტვინი არ არის ერთიანი ორგანო, როგორც ამას მეცნიერები დიდი ხნის განმავლობაში ვარაუდობდნენ. პარასკევს Nature Neuroscience-ში გამოქვეყნებული კვლევა, რომელსაც სტენფორდის მედიცინის მკვლევართა ჯგუფი ხელმძღვანელობდა, ცხადყოფს, რომ ტვინი ვითარდება წინამორბედი უჯრედების ორი ცალკეული პოპულაციისგან, რაც ანგრევს ათწლეულების განმავლობაში არსებულ სამეცნიერო კონსენსუსს იმის შესახებ, რომ მთელი ორგანო ერთი წინამორბედისგან წარმოიქმნება.medicalxpress+1

ორი სისტემა, ერთი ორგანო

ტვინის განვითარების გაბატონებული მოდელი ამტკიცებდა, რომ ტვინის ყველა რეგიონი ემბრიონული ცხოვრების ადრეულ ეტაპზე საერთო წინამორბედ უჯრედს უკავშირდება. ახალი კვლევა ამ მოსაზრებას უარყოფს. თაგვის ემბრიონებზე მუშაობისას გასტრულაციის სტადიაზე, როდესაც სხეული პირველად იღებს ფორმას, გუნდმა იდენტიფიცირება გაუკეთა ორ ურთიერთგამომრიცხავ წინამორბედ უჯრედულ პოპულაციას. ერთი, რომელიც გამოხატავს გენს Otx2, განკუთვნილია წინა და შუა ტვინისთვის, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ენაზე, ცნობიერებასა და აბსტრაქტულ აზროვნებაზე. მეორე, რომელიც გამოხატავს Gbx2-ს, ქმნის უკანა ტვინს, რომელიც აკონტროლებს სუნთქვას, გულისცემას, ძილსა და ყლაპვას.sciencealert+1

ეს ორი პოპულაცია არასდროს იკვეთება და მათი დნმ-ის შეფუთვა, რომელიც ცნობილია როგორც ქრომატინი, ფუნდამენტურად განსხვავდება, რაც თითოეულ უჯრედს თავის განვითარების გზაზე ამაგრებს. "ჩვენ პირველად ვაჩვენეთ, რომ ტვინის წინა ნაწილი წარმოიქმნება სრულიად განსხვავებული წინამორბედი უჯრედისგან, ვიდრე ტვინის უკანა ნაწილი", – განაცხადა კაილ ლოჰმა, სტენფორდის განვითარების ბიოლოგიის ასოცირებულმა პროფესორმა და კვლევის უფროსმა ავტორმა.medicalxpress+1

მკვლევარებმა დაადასტურეს, რომ ეს ნიმუში თაგვების მიღმაც ვრცელდება. მათ იგივე ორმაგი წარმოშობის სტრუქტურა აღმოაჩინეს ქათმებში, ზებრა თევზებში, მაკაკებსა და რკოს ჭიებში, სახეობებში, რომლებსაც საერთო წინაპარი ჰყავთ, რომელიც დაახლოებით 550 მილიონი წლის წინ ცხოვრობდა. "ჩვენი კვლევა ვარაუდობს, რომ ევოლუციამ ორი არსებული ნერვული სისტემა აიღო და სივრცულად ერთმანეთს მიუერთა", – თქვა ლოჰმა.sciencealert+1

აღმოჩენიდან დაავადებების კვლევამდე

აღმოჩენა ხსნის დიდი ხნის ლაბორატორიულ თავსატეხს. მეცნიერები ათწლეულების განმავლობაში ცდილობდნენ in vitro უკანა ტვინის ნეირონების გაზრდას, სავარაუდოდ იმიტომ, რომ ისინი იწყებდნენ წინა ტვინისთვის განკუთვნილი წინამორბედი უჯრედებით. "უკანა ტვინის ნეირონების შექმნის წინა მცდელობები, სავარაუდოდ, ცდილობდა წინა და შუა ტვინის წინამორბედების უკანა ტვინის უჯრედებად გარდაქმნას, რაც ჩვენმა კვლევამ აჩვენა, რომ შეუძლებელია", – თქვა თანაავტორმა რაიან ჯოხაიმ.streamlinefeed+1

სწორი საწყისი მასალით შეიარაღებულმა გუნდმა პირველად წარმატებით შექმნა ადამიანის ფუნქციური უკანა ტვინის მოტორული ნეირონები პლურიპოტენტური ღეროვანი უჯრედებიდან. ლაბორატორიულად გაზრდილმა უჯრედებმა აჩვენეს ელექტრული აქტივობა და ცილები, რომლებიც დამახასიათებელია უკანა ტვინის რეგიონებისთვის, რომლებიც აკონტროლებენ სახისა და ყლაპვის კუნთებს. ეს შესაძლებლობა ახალ გზებს ხსნის იმ დაავადებების შესასწავლად, რომლებიც ანადგურებენ უკანა ტვინის ნეირონებს, მათ შორის ზურგის კუნთოვანი ატროფია, რომელიც ერთ წლამდე ასაკის ბავშვებში სიკვდილიანობის წამყვანი გენეტიკური მიზეზია, და ამიოტროფული ლატერალური სკლეროზი.medicalxpress+1

"ახლა ჩვენ გვაქვს მოდელი, რათა უკეთ გავიგოთ ეს დამანგრეველი დაავადებები და ვიმუშაოთ მათთვის რეგენერაციული თერაპიების მიმართულებით", – თქვა ჯოხაიმ. "ეს არის ტვინის კვლევის ძალიან საინტერესო ახალი საზღვარი."medicalxpress