Wenn primitive Nervenzellen beginnen, die Augen in der Maus Embryo, sie sind so programmiert, dass eine Netzhaut. Aber die Fähigkeit, um zu sehen, hängt davon ab, die Verbindung der Netzhaut an das Gehirn über den Sehnerv. Es sei denn, diese embryonalen Zellen sind die richtige Vorwärtssuchen zur richtigen Zeit, die sie fälschlicherweise Form einer riesigen Auge, dass besteht ausschließlich aus Netzhaut und nicht über die Sehnerv.
Die Entdeckung, dass die Netzhaut ist der "Standard"-Einstellung für die Entwicklung im embryonalen Auge kommt aus der Forschung durch Neurobiologe Greg Lemke und seine Kollegen am Salk Institut für biologische Studien, veröffentlicht in der aktuellen Ausgabe von Genes & Development. Die Wissenschaftler, die ihre Arbeit auf dem Labor-Maus als Modell der menschlichen Biologie.
"Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Netzhaut ist tatsächlich der Standard-Pfad für Augen-Entwicklung bei Säugetieren", sagte Lemke. Die Salk Team zeigte, dass zwei chemische Signale oder Signal-Proteinen, muß vorhanden sein, am richtigen Ort zur richtigen Zeit zum Herunterfahren diesem Standard Berufsbildungsabschnitt erlauben und den Sehnerv zu entwickeln.
Die gewissenhafte Arbeit des Salk-Team hat wichtige Folgen mit sich, da die Kontrolle über das Schicksal von Stammzellen implantiert in die Gehirn ist von entscheidender Bedeutung, wenn diese Zellen werden sollen sicher und effektiv die in der Human-Therapie.
"Diese Studie gibt uns einen faszinierenden Einblick in, wie die Teile des Gehirns sind, weil es ist wahrscheinlich, dass die gleichen Modell bezieht sich auf den gesamten Nervensystem ", sagte Lemke." Es gibt wahrscheinlich noch andere Hirnareale, deren Entwicklung stützt Sperrung auf eine Tendenz, sich in der gleichen Zelltypen wie ihre Nachbarn. "
Lemke und Co-Autoren Stina H. Mui, Jin Kim Woo und Stefano Grünewald studierte Auge Entwicklung in gentechnisch veränderte Maus Embryonen, dass keine der beiden Signal-Proteinen Vax1 und Vax2. Die Mäuse entwickelten Regel bis etwa 10 Tage nach Konzeption, an welcher Stelle sie begonnen, ein großer, gefaltet Blatt Netzhaut, statt einer Netzhaut und Sehnerv ein.
"Wir waren fasziniert von unseren Ergebnissen, weil sie so dramatisch", sagte Lemke. "Die Schichten der Netzhaut waren perfekt bildete aber die Netzhaut erreicht alle den Weg zum Gehirn und es gab keine Sehnerv. In der Tat, ohne die bewegungseinschränkende Einfluss von Vax1 und Vax2 das Gehirn hatte ein gigantisches Auge. "
Die Salk-Team dann verbrachte die nächsten zwei Jahre Aufdeckung der Mechanismen beteiligt. "Es ist ziemlich einfach zu beschreiben, die Wirkung aber Es ist viel schwieriger zu erklären, was los ist ", sagte Mui.
Mit komplexen Gen-Expression Techniken, die Forscher mühsam entdeckt, dass das Schicksal des Auges wird über den Raum der nur ein paar Tage durch ein komplexes noch bemerkenswert effizientes System. Die Stammzellen in den Embryo bestimmt zum Auge beginnen als identisch. In Reaktion auf externe chemische Botschaften, ein Gen namens Pax6 aktiviert ist und wird eine leistungsfähige Schalter sagt, dass diese "Auge"-Zellen auf dem man die Entwicklung in der Netzhaut. Wenn nichts geschieht, um eine Beendigung dieser Prozess, der alle "Auge"-Zellen wird auch weiterhin auf diesem Weg bis zu Entwicklungsstörungen ein, riesige Netzhaut entsteht. Dies ist jedoch normalerweise verhindert, wenn das "Auge" Zellen am nächsten an der Mitte des Gehirns beginnen zu produzieren Vax1 und Vax2, die als chemischen Bremsen auf Pax6. Dies hat zur Folge, diese Zellen sich in der Sehnerv statt.
"Normalerweise Pax6 deaktiviert ist in der ventralen Optik Stiel, um den Sehnerv zu entwickeln", sagte Kim. "Es ist ein unglaublich effiziente Möglichkeit zur Kontrolle Entwicklung, da Sie nicht brauchen einen völlig neuen Weg für eine neue Struktur. "
"Pax 6 ist ein leistungsfähiges und alten Gen für Auge Entschlossenheit," zur Kenntnis genommen Lemke. "Es spielt diese Rolle aus Obst fliegt auf den Menschen. Wie Konsequenz hiervon ist, dass seine Meinungsäußerung muss in hohem Maße regulierten während der Entwicklung. "Obwohl der Netzhaut ist offensichtlich, die für Augen, Lemke weist darauf hin, dass "es ist möglich, dass zu viel des Guten."
Die Salk Institut für biologische Studien in La Jolla, Kalifornien, ist eine unabhängige Non-Profit-Organization, die sich der grundlegende Entdeckungen im Bereich der Life Sciences, die Verbesserung der menschlichen Gesundheit und der Ausbildung der künftigen Generationen von Forscher. Jonas Salk, MD, deren Polio-Impfstoff alle ausgerottet, aber die lähmende Krankheit Poliomyelitis in 1955, eröffnet die Institut in 1965 mit einem Geschenk von Grundstücken von der Stadt San Diego und der finanziellen Unterstützung der March of Dimes.
Kontakt: Cathy Yarbrough
yarbrough@salk.edu
858-453-8051
Salk Institut
http://www.salk.edu