健康

研究は、神経性同一性調節因子の活動を制御するための重要なメカニズムを明らかにしています

スプライシング因子のUNC-75がフルオロフォアのムスコールでマークされたトランスジェニックワームが、神経系全体でその発現を明らかにします。 Wormは、CRISPR-CAS9遺伝子編集技術を使用して生成されました。クレジット：Leyva-Díaz、E。et al。、（2025）Genes＆Development 研究者チームは、同じ遺伝子から2つの異なるタンパク質の産生を調節するメカニズムを特定しました。コロンビア大学（ニューヨーク州ニューヨーク）の研究者と協力して、スペイン国立研究評議会（CSIC）とエルチェのミゲル・エルナンデス大学（UMH）の共同センターである神経科学研究所の研究者は、動物モデルとして生物学的研究で広く使用されていない小さなワームで使用されていた小さなワームであるコロンビア大学（ニューヨーク州ニューヨーク）の研究者と協力しました。 彼らの発見は最近でした 公開 ジャーナルで 遺伝子と開発 このモデルで発見されたメカニズムの多くがマウス、人間、および他の種にも存在するように、脊椎動物の神経性同一性を理解することに影響を及ぼします。 この研究は、神経科学研究所でのニューロンの同一性の新たな研究ライン分子メカニズムの責任者である研究者のエドゥアルド・レイヴァ・ディアスが率い、CEH-44遺伝子（ヒトとマウスのCux1遺伝子と相同）が2つの完全に異なるアイソフォームを増やすことを明らかにしています。 1つはニューロン遺伝子を調節するために不可欠な転写因子として機能し、もう1つは 膜貫通タンパク質 ゴルジ装置にあり、その機能はまだ不明です。 「最も驚くべき側面は、この遺伝的組織が脊椎動物で保存されており、より複雑な種のニューロンの仕様に基本的な役割を果たすことができることを示唆していることです」とLeyvaDíazは説明します。 細胞のアイデンティティは、その生涯を通じてその形態と機能を決定します。ニューロンの場合、それらの構造は特にユニークです。開発中に形成されると、二度と分割することはありません。これは、その機能が存在を通して安定して維持されなければならないことを意味します。 これを達成するために、ニューロンは脳回路内での活性を定義する特定の一連の遺伝子を表現します。このプロセスの変化は、その機能を損なう可能性があり、神経障害の発達に寄与する可能性があります。 この作業は、代替のスプライシングメカニズムを通じてニューロンのアイデンティティがどのように確立され、維持されるかに光を当てています。スプライシングは重要なプロセスです 遺伝子発現、それを通して、メッセンジャーRNAの非コード断片を除去して、機能性タンパク質を生成します。場合によっては、このプロセスにより、単一の遺伝子がコーディングRNAフラグメントの組み立て方法に応じて、異なるタンパク質を生成できます。 チームは、CEH-44タンパク質のニューロンバージョンの生産は、C。elegansのUNC-75と脊椎動物のCELFと呼ばれる保存されたスプライシング因子に依存することを特定しました。このメカニズムは、ニューロンのアイデンティティの鍵です。これは、特定のタンパク質の選択的生産を可能にするため 神経系。 「UNC-75/CELFがこのプロセスの基本的な調節因子として機能し、ニューロンのアイソフォームの生産を促進しながら、非神経の代替案を抑制することを実証しました」とLeyvaDíazは説明します。 ワームは脳を理解するための鍵です この研究を開発するために、専門家はそれを使用しました 動物モデル C. elegans、その遺伝的扱い性と急速なライフサイクルのために生物学で広く使用されている小さな線虫。明らかにシンプルさにもかかわらず、このワームは302のニューロンを備えた十分に特徴付けられた神経系を持っています。その発達とシナプスのつながりは詳細にマッピングされています。 「C. elegansと協力することで、正確な遺伝的修正を迅速かつ再現性に促進することができ、ニューロンの同一性調節における保存されたメカニズムの識別を促進することができます」とLeyvaDíazは述べています。 さらに、その透明性により、蛍光技術を使用して生物における遺伝子発現の視覚化が可能になります。これは、この研究で重要です。コロンビア大学（ニューヨーク、米国）のニューロン仕様の専門家であるオリバー・ホーバートが率いる研究室と協力したチームは、CRISPR-CAS9ベースの遺伝子編集ツールと高度な顕微鏡技術を使用してメカニズムを特徴付けました。 この研究は、発達神経科学の研究の新しい手段を開いています。チームの次の目標は、このスプライシングメカニズムが脊椎動物で保存されているかどうか、およびそれが脳内の神経回路の形成にどのように影響するかを判断することです。 「人間のCux1は、大脳皮質の上層のニューロンの仕様と、脳梁の形成に不可欠であることを知っていますが、その発現がどのように調節されるかはまだわかりません」とレイバ・ディアスは言います。ニューロンのアイデンティティがどのように生成され維持されるかを理解することは、「神経系の発達を解読するために重要であり、このアイデンティティが失われる病理に影響を与える可能性がある」。 詳細： Eduardo Leyva-Díazetal、代替スプライシングコントロール汎神経箱遺伝子発現、 遺伝子と開発 （2024）。 2：10.1101/gad.352184.124 によって提供されます…