Alleni ajuteaduse instituudi teadlased on astunud olulise sammu, et teha kindlaks, kuidas aju ennast arengu ajal organiseerib. 1. augustil ajakirjas Journal of Comparative Neurology avaldatud leiud kirjeldavad – üksikasjalikum alt kui kunagi varem – aju arengu käigus õige ajuarhitektuuri loomisega seotud võtmemolekuli kadumise tagajärgi.
Uuring seab kahtluse alla praeguse õpiku seletuse aju ebanormaalse arengu kohta hästi uuritud hiiretüves, mida tuntakse kui reeler ja mis on saanud nime selle ebanormaalse "kerimise" kõnnaku tõttu, mis on olnud lahutamatu osa mõistmisel, kuidas neuronid oma elunditesse rändavad. õiged asukohad aju arengu ajal. Kui rulliku ajukooret on aastaid kirjeldatud kui "ümberpööratut" võrreldes tavalise neokorteksiga, siis 1. augustil avaldatud artiklis leitakse, et see ebanormaalne kihistumine on palju keerulisem, meenutades rohkem normaalse kortikaalse kihistumise peegelpildi inversiooni. Lisaks on desorganiseerumise aste aju eri osade erinevate rakutüüpide puhul erinev, mis viitab sellele, et aju õige muster hõlmab keerulist protsesside kogumit, mis on konkreetsete rakutüüpide jaoks selektiivsed.
Selles uuringus kasutatud lähenemisviis kasutab ära süstemaatilise suure läbilaskevõimega histoloogia kombinatsiooni väga spetsiifiliste rakumarkeritega, mis tuvastati spetsiifiliste ekspressioonimustritega geenide kaevandamisel Allen Mouse Brain Atlase genoomis. -lai kaart geeniekspressioonist täiskasvanud hiire ajus. Autorid kasutasid uudset lähenemisviisi, et kasutada seni kõige täpsemaid molekulaarseid markereid, et tuvastada isaste rullhiirte kortikaalse desorganiseerumise tunnused, mida varem saadaval olnud vähem spetsiifiliste meetoditega ei olnud võimalik tuvastada.
"Oma üllatuseks täheldasime ootamatut rakumustrit, mida on praeguste neokortikaalsete arengumudelitega raske seletada," ütles Ed Lein, Alleni ajuteaduse instituudi neuroteaduste osakonna vanemdirektor ja uuringu vanemautor. "Neil leidudel on suur mõju normaalse stereotüüpse funktsionaalse ajuarhitektuuri kujunemise mehhanismidele. Need mustrid viitavad sellele, et peale Reelini on mitmeid täiendavaid mehhanisme, mis on seotud vastloodud neuronite õigesse migratsiooni nende õigesse asukohta ja et erinevad rakutüübid kasutavad erinevaid näpunäiteid selles protsessis."
Riirhiirel on spontaanne mutatsioon geenis nimega Reelin, mis on seotud autismiga. Uuringud nende hiirtega, kellel on Reelini puudulikkus, on selgitanud selle valgu ja selle signaaliraja osalust kesknärvisüsteemi organiseerumisel arengu ajal ja eriti kortikaalses lamineerimises ehk kihistumises, mille käigus äsja tekkinud neuronid rändavad oma sünnikohast välja. oma õigesse asendisse arenevas ajukoores. Normaalses ajukoores annab see protsess väga järjestatud arhitektuuri, kus erinevad neuronaalsed rakutüübid piirduvad spetsiifiliste kortikaalsete kihtidega. Reeliini puudulikkusega, nagu seda on täheldatud rullhiirtel, on äsja genereeritud neuronite migratsiooniprotsess ajukooresse tugev alt häiritud.
Kasutades in situ hübridisatsiooni, tehnikat, mis võimaldab spetsiifiliste geenide täpset lokaliseerimist, suutsid Lein ja kaastöötajad jälgida arengu ekspressioonimustreid läbi mitme arenguetapi, et kirjeldada Reelini puudulikkuse täpseid mõjusid mitmetes ajupiirkondades neurodegeneratsiooni ajal. Autorid suutsid identifitseerida, leida ja jälgida mitut spetsiifilist rakutüüpi, mis paiknevad rullhiirtel ebatavaliselt.
Ajukoore lamineerimise erksad kujutised illustreerivad täpset desorganiseerumist, mis esineb reeler-neuroarengus võrreldes metsiktüüpi hiirtega. Paber sisaldab 25 kujundit veenva täisvärvilise, mobiilse eraldusvõimega kujutisega, millest üks on selle numbri ajakirja kaanel.
Teised autorid on Maureen Boyle, Amy Bernard, Carol Thompson, Lydia Ng, Andrew Boe, Marty Mortrud, Michael Hawrylycz ja Allan Jones Alleni ajuteaduse instituudist ning Robert Hevner Washingtoni ülikoolist, Seattle'i lastehaigla uurimisinstituut.
