Megfejtették az idegrendszer fejlődésének egyik nagy rejtélyét

A Nature Cell Biology folyóirat áprilisi számában jelent meg az ELTE kutatóinak új eredménye a zebrahalak idegrendszerének vizsgálatáról.

Az ELTE TTK professzora, Vicsek Tamás és PhD hallgatója, Ákos Zsuzsa is tagja volt annak a nemzetközi kutatócsoportnak, amelyik bebizonyította, hogy a zebrahalaknál hogyan kerülnek az idegrendszert kialakító sejtek a későbbi agy helyére.

Az embriogenezis során önszerveződő módon kialakuló formák eredetének megfejtése nagy kihívás az élettudományok számára. Egy nemzetközi együttműködésben két magyar fizikus az embrió korai fejlődése során fellépő erők analízisével járult hozzá annak a kérdésnek a megválaszolásához, hogy zebrahalak esetében miként kerülnek az idegrendszert kialakító sejtek a majdani agy helyére. Munkájukat a nagyhírű Nature Cell Biology folyóirat közölte áprilisi számában.

Több mechanizmus is jelen van egy embrió növekedése során. Ezek közül korábban legtöbbet az úgynevezett kemotaxist tanulmányozták, mert viszonylag jól alátámasztható, hogy egyes vegyületek gradiense kiválthatja a sejtek annak mentén való mozgását. A friss kutatásban azonban a tudósok elsősorban a sejtrétegek között fellépő súrlódási erő hatására koncentráltak, mert az elmúlt évek során egyre világosabbá vált, hogy a mechanikai erőknek meghatározó szerepe lehet a morfogenezisben.

Zebrahal Forrás: Wikimedia Commons

Egymással szemben mozgó sejtrétegek

Kísérletekkel és számítógépes szimulációkkal igazolták, hogy az embrió fejlődése során kialakul két sejtréteg, amelyek egymással szemben mozognak. A belső réteg sejtjeiből fejlődik ki végül az idegrendszer. A felfedezés lényege, hogy a sejtrétegek között fellépő súrlódási erő – amelyet speciális, tapadást előidéző molekulák szabályoznak – döntő szerepet játszik a leendő idegsejtek végső pozíciójának meghatározásában.

Bár korábban hipotézis formájában születtek olyan elképzelések, hogy az embriók fejlődése során megfigyelhető – nagy sejtcsoportok átrendeződésével járó –folyamatokban a fellépő fizikai erők fontos szerephez juthatnak, az idegrendszer fejlődése során ezt először bizonyították be a kutatók, köztük Vicsek Tamás, az ELTE TTK Biológiai Fizika Tanszékének egyetemi tanára és Ákos Zsuzsa, a TTK korábbi PhD hallgatója, a Kaliforniai Egyetem posztdoktora. A kollaborációban öt ország 14 kutatója vett részt.