Araştırma: İnsan beyni tek değil, iki ayrı organdan gelişiyor

İnsan beyni, bilim insanlarının uzun süredir varsaydığı gibi tekil bir organ değildir. Stanford Medicine liderliğindeki bir araştırma ekibi tarafından Cuma günü Nature Neuroscience dergisinde yayınlanan bir çalışma, beynin iki ayrı öncü hücre popülasyonundan geliştiğini ortaya koyarak, tüm organın tek bir öncüden kaynaklandığına dair on yıllardır süren bilimsel konsensüsü çürütüyor.medicalxpress+1

İki Sistem, Tek Organ

Beyin gelişimine dair hakim model, tüm beyin bölgelerinin embriyonik yaşamın erken dönemlerinde ortak bir öncü hücreye dayandığını savunuyordu. Yeni araştırma bu fikri çürütüyor. Vücudun ilk şeklini aldığı gastrulasyon aşamasındaki fare embriyoları üzerinde çalışan ekip, birbirini dışlayan iki öncü hücre popülasyonu tanımladı. Otx2 adlı bir geni ifade eden ilki, dil, bilinç ve soyut düşünceden sorumlu olan ön beyin ve orta beyin olmaya adaydır. Gbx2'yi ifade eden diğeri ise solunum, kalp atışı, uyku ve yutkunmayı kontrol eden arka beyni oluşturur.sciencealert+1

Bu iki popülasyon asla örtüşmez ve kromatin olarak bilinen DNA paketlemeleri temelden farklıdır, bu da her hücre tipini kendi gelişim yoluna kilitler. Stanford'da gelişimsel biyoloji doçenti ve çalışmanın kıdemli yazarı Kyle Loh, "Beynin ön kısmının, arka kısmından tamamen farklı bir öncü hücreden kaynaklandığını ilk kez gösterdik" dedi.medicalxpress+1

Araştırmacılar, bu modelin farelerin ötesine geçtiğini doğruladılar. Aynı ikili köken yapısını tavuklarda, zebra balıklarında, makaklarda ve meşe palamudu solucanlarında buldular; bu türler yaklaşık 550 milyon yıl önce yaşadığı tahmin edilen ortak bir atayı paylaşıyor. Loh, "Araştırmamız, evrimin mevcut iki sinir sistemini alıp mekansal olarak bir araya getirdiğini öne sürüyor" dedi.sciencealert+1

Keşiften Hastalık Araştırmasına

Bulgu, uzun süredir devam eden bir laboratuvar bulmacasını çözüyor. Bilim insanları on yıllardır in vitro ortamda arka beyin nöronları yetiştirmekte zorlanıyorlardı, muhtemelen ön beyin odaklı öncü hücrelerle başladıkları için. Eş yazar Rayyan Jokhai, "Arka beyin nöronları yapmaya yönelik önceki girişimler, muhtemelen ön ve orta beyin öncülerini arka beyin hücrelerine dönüştürmeye çalışıyordu, ancak çalışmamız bunun mümkün olmadığını gösteriyor" dedi.streamlinefeed+1

Doğru başlangıç materyaliyle donanan ekip, ilk kez pluripotent kök hücrelerden fonksiyonel insan arka beyin motor nöronlarını başarıyla üretti. Laboratuvarda yetiştirilen hücreler, yüz ve yutkunma kaslarını kontrol eden arka beyin bölgelerine özgü elektriksel aktivite ve proteinler sergiledi. Bu yetenek, bir yaşın altındaki çocuklarda önde gelen genetik ölüm nedeni olan spinal müsküler atrofi ve amyotrofik lateral skleroz dahil olmak üzere arka beyin nöronlarını yok eden hastalıkları incelemek için yeni yollar açıyor.medicalxpress+1

Jokhai, "Artık bu yıkıcı hastalıkları daha iyi anlamak ve onlar için rejeneratif tedavilere yönelik çalışmak için bir modelimiz var" dedi. "Bu, beyin araştırmalarında çok heyecan verici yeni bir sınır."medicalxpress