NEURAL CREST SPECIFICATION: MIGRATING INTO GENOMICS
Nature Reviews Neuroscience V.4, № 10, P. 795-805 (2003) | |
 (Рис.1.) | Border induction and neurulation.  (Рис.2.) | The current status of a neural crest gene regulatory network  (Рис.3.) | Integrating embryology and genomics to define a neural crest gene regulatory network. | |
LinksDATABASES| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Кости Вашего лица, пигмент Вашей кожи и нервные цепи, контролирующие Ваш пищеварительный тракт, имеют одно общее свойство – все они произошли из клеток нервного гребня. Образование этих миграторных мультипотентных клеток является одной из интереснейших проблем в области биологии развития, поскольку клетки нервного гребня не различаются между собой до тех пор, пока не мигрируют из области центральной нервной системы. Что же определяет пул клеток с потенциальными характеристиками нервного гребня? Почему только некоторые из этих клеток способны к миграции? Новые геномные технологии и подходы у таких объектов как куриный эмбрион, полосатый данио и Xenopus, вероятно, позволят решить эти проблемы.
Клетки нервного гребня (neural crest) мигрируют из нервной трубки для заселения дальних частей эмбриона, где они формируют периферические нейроны, глию, соединительную ткань, кости, секреторные клетки, и outflow тракт сердца. Представлен обзор раннего развития нервного гребня и обсуждаются вопросы о том, как современные геномные технологии способствуют пониманию этого процесса на генетическом уровне.
Во время нейруляции нервная пластинка изгибается так, что формируются нервные валики, которые становятся дорсальной частью нервной трубки. В зависимости от вида организма и аксиального уровня, клетки нервного гребня начинают миграцию из нервных валиков или дорсальной части нервной трубки. Хотя нервные валики рассматривают как «премиграторный» нервный гребень, только часть его клеток будет действительно мигрировать.
Wnt белки (bone morphogenetic proteins – BMPs) и факторы роста фибробластов (fibroblast growth factors – FGFs) мимикрируют тканевые взаимодействия, которые индуцируют образование нервного гребня. Оказалось, что основным индуцирующим сигналом для формирования нервного гребня из не невральной эктодермы является Wnt белок, хотя Wnts, BMPs и FGFs могут играть разные роли в такой индукции у разных видов.
Меньше известно о событиях нижестоящих (downstream) сигналов, которые индуцируют образование нервного гребня. Однако ясно, что список генов, необходимых и/или достаточных для развития нервного гребня, неуклонно растет. Этот перечень включает эпидермальные, невральные маркеры и маркеры нервного гребня. Но в то же время до сих пор связь между этими генами понята плохо.
Многие гены, участвующие в формировании нервного гребня, стимулируют пролиферацию и предотвращают дифференцировку (Zic гены, Pax3, c-Myc, Ap2, Msx1 и Msx2, Id2, Notch1 и Twist) или сохраняют потенции стволовых клеток (Foxd3 и Sox10). Они включают гены транскрипционных репрессоров (Slug/Snail, Zic1, Msx1 и Msx2, Nbx и Id2) и активаторов (Sox9 и Sox10, Pax3, c-Myc, Ap2 и Notch1).
Скрининг на геномном уровне мог бы потенциально идентифицировать все гены, участвующие в раннем развитии нервного гребня, которые затем могли бы дать возможность выстроить функциональные цепочки. У куриного эмбриона и шпорцевой лягушки (Xenopus) уже есть возможности для объединения мощных молекулярных технологий с экспериментальной эмбриологией. Таким же привлекательным являются исследования на полосатых данио (zebrafish), у которых реальным стало применение генетических, трансгенных и геномных методов.