تم اكتشاف الجين الذي يحفز تكوين الجهاز العصبي

لم يتم تأكيد الفرضية القائلة بأن الجهاز العصبي للجنين يتشكل من تلقاء نفسه، دون إشارات محددة. وقد اكتشف باحثون يابانيون جينا يحفز تحول الخلايا الجرثومية إلى خلايا عصبية.

في عملية نمو الجنين، تُميّز مرحلة مهمة تتمثل في تكوين ثلاث طبقات جرثومية. في معظم الكائنات متعددة الخلايا، يتكون جسم الجنين في مرحلة ما من بنية ثلاثية الطبقات، وكل طبقة من هذه الطبقات - الأديم الظاهر، والأديم المتوسط، والأديم الباطن - تُشكّل مقدمة لمجموعة كاملة من الأنسجة. وهكذا، ستؤدي مشتقات الأديم الظاهر وظائف تغليفية وحسية في الكائن الحي المستقبلي، أي أن طبقة الأديم الظاهر للجنين تُشكّل، من بين أمور أخرى، الجهاز العصبي بأكمله.

بناءً على نتائج دراسات تكوين النسيج العصبي، وُضع نموذج فريد يُشير إلى أن النسيج العصبي يتشكل في الجنين بشكل سلبي. بمعنى آخر، عندما تُستنفد جميع البدائل التنموية الأخرى، ولا تعود هناك حاجة لتكوين أنسجة غلفانية مختلفة، يأتي دور النسيج العصبي. هذا يعني أنه لا توجد إشارة نشطة محددة لبدء هذه العملية: تحتوي خلايا الأديم الظاهر على العديد من البروتينات المثبطة التي تُعيق نمو النسيج العصبي. عندما يكتمل تكوين جميع البروتينات الأخرى، تتحرر هذه البروتينات المثبطة، مجازيًا، ويبدأ إنتاج النسيج العصبي.

تمكن باحثون في مركز علم الأحياء التنموي التابع لمعهد البحوث الفيزيائية والكيميائية (ريكن) من تحدي نموذج نمو الأنسجة العصبية السلبية. وقد فحص فريق بحثي بقيادة يوشيكي ساساي نشاط الجينات أثناء تحول الخلايا السلفية للأنسجة العصبية الجنينية لدى الفئران. ووجدوا أن ناتج أحد الجينات، وهو Zfp521، يُنشّط جينات أخرى مشاركة في عملية تكوين الأنسجة العصبية، حتى في ظل وجود بروتينات تُثبّطها هذه الجينات عادةً.

عند دراسة أجنة الفئران، اتضح أن موقع بروتين Zfp521 في الجنين ووقت نشاطه يرتبطان بمكان بدء تحول الأديم الظاهر إلى نسيج عصبي. إذا حُقنت أجنة الفئران بخلايا سليفة عصبية مع إيقاف جين بروتين Zfp521 في مرحلة مبكرة من النمو، فلن تتمكن من الاندماج في الجهاز العصبي النامي للجنين. أظهر التحليل الجيني الجزيئي اللاحق أن هذا الجين يحفز تحول الأديم الظاهر إلى الأديم الظاهر العصبي، والذي بدوره يُستخرج منه السلائف المباشرة للخلايا العصبية. وُصفت تجارب الباحثين اليابانيين بالتفصيل في منشور بمجلة Nature.

وهكذا، لا يتشكل النسيج العصبي تلقائيًا، بل تحت تأثير مُنظِّم فعّال مُحدَّد يُحفِّز تكوينه. وقد يكون لفكِّ رموز هذه الآلية أهمية بالغة في الطب إذا أمكن إثبات أن تكوين النسيج العصبي لدى البشر يبدأ بالطريقة نفسها تمامًا.