eLife:“噪音”影响大脑发育

近日,加州大学欧文分校的生物学家使用先进的成像技术确定在维生素A衍生物维甲酸(RA) 的浓度中,不受控制的波动(称之为“噪音”)可导致大脑组织在发育期间中断。

近日,加州大学欧文分校的生物学家使用先进的成像技术确定在维生素A衍生物维甲酸(RA) 的浓度中,不受控制的波动(称之为“噪音”)可导致大脑组织在发育期间中断。



在“噪音”存在的情况下确定一个细胞如何通过另一个细胞回应信号,这样可以加深我们对发育障碍的理解。


发育和细胞生物学教授Thomas F. Schilling和他的同事们将这项研究的相关文章发表在在线eLife上。


在发育期间, 维甲酸是一种重要的分泌颗粒,它可帮助大脑中的特有组织。靶向维甲酸的细胞反应取决于其浓度,这是由组织和细胞内的许多蛋白质相互作用决定的。在正常的人体发育进程中,细胞可以过滤维甲酸水平程度的“噪音”,并建立特有的大脑组织。Schilling和研究人员想测量在持续的噪音情况下维甲酸中的起伏现象并确定细胞是如何应对的。


为了实现这一点,他们用荧光寿命成像技术开发维甲酸的自动荧光性质并测量它在斑马鱼胚胎发育期的分布。研究小组发现维甲酸在胚胎中形成一种浓度梯度,在胚胎头部浓度较低。他们也观察到在梯度维甲酸中存在大量的“噪音”。


他们在发育的细胞中发现了一种蛋白质,这种蛋白质与维甲酸相互作用有助于减少噪音。当这种蛋白质改变时,细胞不再控制维甲酸梯度中的噪声水平,从而导致大脑组织发育中断。


研究人员得出结论,细胞内降低噪音对维甲酸梯度适当的回应和正常的大脑组织来说是至关重要的。


未来的研究将采用新的转基因技术来检测发育的大脑细胞中维甲酸反应的基因表达的噪声水平。


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