התגלה גן המעורר היווצרות מערכת העצבים

ההשערה שמערכת העצבים של העובר נוצרת מעצמה, ללא אותות ספציפיים, לא אושרה. חוקרים יפנים מצאו גן שמפעיל את הפיכתם של תאי נבט לתאי עצב.

בתהליך התפתחות העובר, מבחין שלב חשוב של היווצרות שלוש שכבות נבט. ברוב האורגניזמים הרב-תאיים, בשלב מסוים לגוף העובר יש מבנה תלת-שכבתי, וכל אחת מהשכבות הללו - אקטודרם, מזודרם ואנדודרם - היא המבשר של קבוצה שלמה של רקמות. לפיכך, נגזרות של האקסודרם יבצעו פונקציות עטיפות וחושיות באורגניזם העתידי, כלומר, בין היתר, שכבת האקטודרם של העובר יוצרת את כל מערכת העצבים.

בהתבסס על תוצאות מחקרים על היווצרות רקמת עצבים, נוצר מודל ייחודי, לפיו רקמת עצבים נוצרת בעובר בצורה פסיבית. במילים אחרות, כאשר חלופות התפתחות אחרות כבר מוצו, ואין צורך ליצור רקמות עטיפה שונות, אז מגיע תורה של רקמת העצבים. משמעות הדבר היא שאין אות פעיל ספציפי להתחיל תהליך זה: תאי האקטודרם מכילים מספר חלבונים מעכבים המרסנים את התפתחות רקמת העצבים. כאשר כל השאר נוצר, מעכבים אלה, באופן פיגורטיבי, משחררים את המושכות, וייצור רקמת העצבים מתחיל.

חוקרים במרכז לביולוגיה התפתחותית במכון למחקר פיזיקלי וכימי (RIKEN) הצליחו לאתגר את המודל של התפתחות רקמת עצב פסיבית. קבוצה בראשות יושיקי סאסאי בחנה את פעילות הגנים במהלך הטרנספורמציה של תאי רקמת עצב עובריים בעכברים. הם מצאו כי התוצר של גן אחד, Zfp521, מפעיל גנים אחרים המעורבים בתהליך יצירת רקמת עצב, אפילו בנוכחות חלבונים שגנים אלה מדכאים בדרך כלל.

בחקר עוברי עכברים, התברר כי מיקום החלבון Zfp521 בעובר וזמן פעילותו קשורים למקום בו מתחילה הטרנספורמציה של האקטודרם לרקמת עצבים. אם הוזרקו לעוברי עכברים תאי עצב מבשרים עם גן החלבון Zfp521 כבוי בשלב מוקדם של ההתפתחות, הם לא יכלו להשתלב במערכת העצבים המתפתחת של העובר. ניתוח גנטי מולקולרי לאחר מכן הראה כי גן זה מגרה את הטרנספורמציה של האקטודרם לנוירואקטודרם, שממנו, בתורו, מתקבלים מבשרי הנוירונים המיידיים. הניסויים של חוקרים יפנים מתוארים בפירוט בפרסום בכתב העת Nature.

לפיכך, רקמת עצבים אינה נוצרת באופן פסיבי ולא "מעצמה", אלא תחת השפעת מווסת פעיל ספציפי, אשר יוזם את היווצרותה. פענוח המנגנון עשוי להתגלות כחשוב ביותר עבור הרפואה אם ניתן יהיה להראות כי היווצרות רקמת עצבים בבני אדם מתחילה בדיוק באותו אופן.