Для образования определенных клеточных типов из клеток-родоначальников во время развития центральной нервной системы требуется тонкая регуляция транскрипционных факторов и способности предшественников реагировать на эти факторы (cell competence). Транскрипционные факторы обладают небольшим «окном» возможностей (в период компетентности предшественников), когда они могут определять судьбу клеток. Однако пока неизвестно, является ли такая компетентность специфичной по отношению к отдельным транскрипционным факторам или разные факторы могут разделять общее «окно» компетентности. Авторы статьи попытались решить данный вопрос, используя хорошо изученные клетки-предшественнки нейронов – нейробласты NB7-1 дрозофилы.

NB7-1 клетки продуцируют серию ганглиозных материнских клеток ( ganglion mother cells – GMCs), каждая из которых делится и образует два нейрона. Первые пять GMCs (GMC1–5) дают начало двигательным нейронам (типа U1–U5 соответственно), позже GMCs дают начало интернейронам. Специфика судьбы материнских нейронов определяется последовательной экспрессией в NB7-1 четырех транскрипционных факторов – Hunchback ( HB), Kruppel (KR), PDM1/PDM2 (PDM) и Castor ( CAS). HB детериминирует U1 и U2 нейроны, KR специфицирует U3 нейроны, PDM – U4, а PDM и CAS совместно – U5.

Хотя HB и KR экспрессия нужна лишь для первых трех типов двигательных нейронов (и, следовательно, для первых трех делений для образования GMCs), авторы исследовали продолжительность компетентности NB7-1. Они нашли пульсации (pulses) KR или HB по отношению к NB7-1 перед появлением каждой GMC и затем проследили образование U1, U2 или U3 двигательных нейронов. Было обнаружено, что оба фактора могут индуцировать свои соответствующие нейроны до пятого деления (образование GMC5), после которого компетентность и того, и другого утрачивается.

В последующих экспериментах была экспрессия HB и KR была пролонгирована и было установлено, что в такой ситуации возможно предотвратить образование U4 и U5 клеток. Авторы интерпретировали свои находки следующим образом – когда экспрессия HB и KR прекращается, образование U4 и U5 становится невозможной, т.е. PDM и CAS пропускают свое «окно» возможностей.

Находки авторов указывают, что все четыре транскрипционных фактора имеют общий и один и тот же временной интервал компетентности («окно» компетентности), продолжающийся пять GMC. Остаются выяснить какие механизмы, определяют этот интервал и какие факторы после пяти делений завершают компетентность.

См также:

Bret J. Pearson and Chris Q. Doe

Regulation of neuroblast competence in Drosophila // Nature 425, 624-628 (9 October 2003)

(Статья)

(Рисунки из этой статьи)