Et gen som utløser dannelsen av nervesystemet har blitt oppdaget

Hypotesen om at nervesystemet til embryoet danner seg selv, uten spesifikke signaler, har ikke blitt bekreftet. Japanske forskere har funnet et gen som utløser transformasjonen av kimceller til nerveceller.

I prosessen med embryoutvikling skilles det ut et viktig stadium med dannelsen av tre kimlag. I de fleste flercellede organismer har embryokroppen på et tidspunkt en trelagsstruktur, og hvert av disse lagene - ektoderm, mesoderm og endoderm - er forløperen til en hel gruppe vev. Dermed vil derivater av eksodermen utføre integumentære og sensoriske funksjoner i den fremtidige organismen, det vil si at blant annet ektodermlaget i embryoet gir opphav til hele nervesystemet.

Basert på resultatene fra studier av dannelsen av nervevev ble det laget en unik modell der nervevev dannes i embryoet på en passiv måte. Med andre ord, når andre utviklingsalternativer allerede er uttømt, og det ikke er behov for å danne forskjellige integumentære vev, er det nervevevets tur. Dette innebærer at det ikke finnes noe spesifikt aktivt signal for å starte denne prosessen: ektodermceller inneholder flere inhibitorproteiner som hemmer utviklingen av nervevev. Når alt annet er dannet, slipper disse inhibitorene, billedlig talt, tøylene, og produksjonen av nervevev starter.

Forskere ved Senter for utviklingsbiologi ved Institutt for fysisk og kjemisk forskning (RIKEN) har klart å utfordre modellen for passiv utvikling av nevralt vev. En gruppe ledet av Yoshiki Sasai undersøkte genaktivitet under transformasjonen av forløperceller til nevralt vev hos museembryoner. De fant ut at produktet av ett gen, Zfp521, aktiverer andre gener involvert i prosessen med å lage nevralt vev, selv i nærvær av proteiner som disse genene normalt undertrykker.

Ved studier av museembryoer viste det seg at lokaliseringen av Zfp521-proteinet i embryoet og tidspunktet for dets aktivitet er knyttet til stedet der transformasjonen av ektodermen til nervevev begynner. Hvis museembryoer ble injisert med nevrale forløperceller med Zfp521-proteingenet slått av på et tidlig utviklingsstadium, kunne de ikke integreres i embryoets utviklende nervesystem. Etterfølgende molekylærgenetisk analyse viste at dette genet stimulerer transformasjonen av ektodermen til nevroektoderm, hvorfra de umiddelbare forløperne til nevroner utvinnes. Eksperimentene til japanske forskere er beskrevet i detalj i en publikasjon i tidsskriftet Nature.

Dermed dannes ikke nervevev passivt og ikke «av seg selv», men under påvirkning av en spesifikk aktiv regulator, som initierer dannelsen. Å tyde mekanismen kan vise seg å være ekstremt viktig for medisinen hvis det er mulig å vise at dannelsen av nervevev hos mennesker initieres på nøyaktig samme måte.