ค้นพบยีนที่กระตุ้นการสร้างระบบประสาทแล้ว

สมมติฐานที่ว่าระบบประสาทของตัวอ่อนก่อตัวขึ้นเองโดยไม่มีสัญญาณเฉพาะเจาะจงนั้นยังไม่ได้รับการยืนยัน นักวิจัยชาวญี่ปุ่นได้ค้นพบยีนที่กระตุ้นให้เซลล์สืบพันธุ์เปลี่ยนแปลงเป็นเซลล์ประสาท

ในกระบวนการพัฒนาของเอ็มบริโอ ขั้นตอนสำคัญของการสร้างชั้นเชื้อโรค 3 ชั้นจะถูกแยกออก ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ส่วนใหญ่ ในบางขั้นตอน ร่างกายของเอ็มบริโอจะมีโครงสร้าง 3 ชั้น และแต่ละชั้น ได้แก่ เอคโตเดิร์ม เมโซเดิร์ม และเอนโดเดิร์ม จะเป็นสารตั้งต้นของกลุ่มเนื้อเยื่อทั้งหมด ดังนั้น อนุพันธ์ของเอ็กโซเดิร์มจะทำหน้าที่ปกคลุมร่างกายและรับความรู้สึกในสิ่งมีชีวิตในอนาคต กล่าวคือ ชั้นเอคโตเดิร์มของเอ็มบริโอจะก่อให้เกิดระบบประสาททั้งหมด

จากผลการศึกษาเกี่ยวกับการก่อตัวของเนื้อเยื่อประสาท จึงได้สร้างแบบจำลองเฉพาะตัวขึ้นมา โดยเนื้อเยื่อประสาทจะถูกสร้างขึ้นในตัวอ่อนในลักษณะที่ไม่โต้ตอบ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมื่อทางเลือกในการพัฒนาอื่นๆ หมดลงแล้ว และไม่จำเป็นต้องสร้างเนื้อเยื่อผิวหนังต่างๆ ก็ถึงคราวของเนื้อเยื่อประสาท นั่นหมายความว่าไม่มีสัญญาณการทำงานเฉพาะที่จะเริ่มกระบวนการนี้ เซลล์เอ็กโตเดิร์มมีโปรตีนยับยั้งหลายชนิดที่ยับยั้งการพัฒนาของเนื้อเยื่อประสาท เมื่อทุกอย่างถูกสร้างขึ้นแล้ว โปรตีนยับยั้งเหล่านี้จะปล่อยบังเหียน และการผลิตเนื้อเยื่อประสาทก็จะเริ่มต้นขึ้น

นักวิจัยจากศูนย์ชีววิทยาพัฒนาการแห่งสถาบันวิจัยกายภาพและเคมี (RIKEN) สามารถท้าทายรูปแบบการพัฒนาเนื้อเยื่อประสาทแบบเฉื่อยได้สำเร็จ กลุ่มที่นำโดยโยชิกิ ซาไซ ได้ตรวจสอบกิจกรรมของยีนระหว่างการเปลี่ยนแปลงเซลล์ตั้งต้นของเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนหนู พวกเขาพบว่าผลผลิตของยีนหนึ่งตัวคือ Zfp521 กระตุ้นยีนอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้างเนื้อเยื่อประสาท แม้ว่าจะมีโปรตีนที่ยีนเหล่านี้ยับยั้งอยู่ก็ตาม

เมื่อศึกษาเอ็มบริโอของหนู พบว่าตำแหน่งของโปรตีน Zfp521 ในเอ็มบริโอและระยะเวลาของกิจกรรมมีความเกี่ยวข้องกับจุดที่เอคโตเดิร์มเริ่มเปลี่ยนเป็นเนื้อเยื่อประสาท หากฉีดเซลล์ตั้งต้นของนิวรอนที่มียีนโปรตีน Zfp521 ที่ถูกปิดการทำงานในระยะเริ่มต้นของการพัฒนา เซลล์เหล่านี้จะไม่สามารถรวมเข้ากับระบบประสาทของเอ็มบริโอที่กำลังพัฒนาได้ การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมระดับโมเลกุลในเวลาต่อมาแสดงให้เห็นว่ายีนนี้กระตุ้นให้เอคโตเดิร์มเปลี่ยนเป็นนิวรอนเอคโตเดิร์ม ซึ่งในที่สุดเซลล์ตั้งต้นของเซลล์ประสาทก็จะถูกผลิตขึ้น การทดลองของนักวิจัยชาวญี่ปุ่นได้รับการอธิบายโดยละเอียดในเอกสารตีพิมพ์ในวารสาร Nature

ดังนั้น เนื้อเยื่อประสาทจึงไม่ได้ก่อตัวขึ้นโดยธรรมชาติและไม่ได้ "เกิดขึ้นเอง" แต่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของตัวควบคุมการทำงานเฉพาะที่ทำให้เกิดการก่อตัวของเนื้อเยื่อประสาท การถอดรหัสกลไกดังกล่าวอาจมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการแพทย์ หากสามารถแสดงให้เห็นว่าการก่อตัวของเนื้อเยื่อประสาทในมนุษย์เริ่มต้นขึ้นด้วยวิธีเดียวกันทุกประการ