Luận án tiến sĩ: Brn3a điều hòa gen đích nơron cảm giác
Luận án tiến sĩ nghiên cứu cơ chế điều hòa biểu hiện gen trong nơron cảm giác qua protein Brn3a và vai trò yếu tố phiên mã trong phát triển thần kinh.
University of California, San Diego
Biomedical Sciences
Luan An
Luận án
Năm xuất bản
Số trang
190
Thời gian đọc
29 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Mục lục chi tiết
Tóm tắt nội dung
I. Brn3a Transcription Factor Trong Nơron Cảm Giác
Brn3a là yếu tố phiên mã quan trọng trong phát triển hệ thống thần kinh cảm giác. Protein này thuộc họ POU domain, điều hòa biểu hiện gen đặc hiệu trong nơron. Nghiên cứu tại Đại học California San Diego đã khám phá cơ chế điều hòa phiên mã của Brn3a. Yếu tố này kiểm soát chương trình biểu hiện gen phức tạp trong ganglion gốc lưng (DRG) và hạch tam thoa. Brn3a ảnh hưởng đến sự phát triển, phân hóa và chức năng của nơron cảm giác. Việc hiểu rõ vai trò của Brn3a mở ra hướng nghiên cứu mới về bệnh lý thần kinh. Transcription factor này tương tác với nhiều gen mục tiêu khác nhau. Sự điều hòa này phụ thuộc vào ngữ cảnh tế bào và vùng thần kinh cụ thể. Nghiên cứu sử dụng chuột knockout Brn3a để xác định gen mục tiêu. Kết quả cho thấy Brn3a điều hòa hàng trăm gen trong nơron cảm giác phôi thai.
1.1. Cấu Trúc POU Domain Của Brn3a
Brn3a chứa miền POU đặc trưng cho họ yếu tố phiên mã này. POU domain gồm hai phần: POUs và POUh, liên kết với DNA. Cấu trúc này cho phép nhận diện trình tự nucleotide đặc hiệu. Miền POU quyết định tính đặc hiệu khi gắn vào promoter gen. Brn3a sử dụng cấu trúc này để điều hòa hàng loạt gen mục tiêu. Sự linh hoạt của POU domain tạo nên đa dạng chức năng.
1.2. Vai Trò Trong Phát Triển Nơron
Brn3a xuất hiện sớm trong quá trình hình thành hệ thần kinh cảm giác. Yếu tố này cần thiết cho sự sống còn của nơron cảm giác. Thiếu Brn3a dẫn đến chết tế bào nơron ở giai đoạn phôi. Protein này kiểm soát biệt hóa từ tế bào tiền thân thành nơron trưởng thành. Brn3a điều hòa các gen liên quan đến phát triển axon và synapse.
1.3. Biểu Hiện Đặc Hiệu Trong DRG Neurons
DRG neurons biểu hiện Brn3a ở mức độ cao trong phát triển phôi. Ganglion gốc lưng là vị trí chính của hoạt động Brn3a. Biểu hiện này bắt đầu từ ngày phôi thai E11-E12 ở chuột. Brn3a duy trì ở một phần nơron trưởng thành. Mức độ biểu hiện ảnh hưởng đến kiểu phân hóa nơron cảm giác.
II. Điều Hòa Phiên Mã Gen Bởi Brn3a
Brn3a điều hòa biểu hiện gen thông qua nhiều cơ chế phân tử. Yếu tố phiên mã này gắn trực tiếp vào vùng promoter của gen mục tiêu. Nghiên cứu ChIP (Chromatin Immunoprecipitation) xác nhận sự gắn kết này. Brn3a có thể hoạt động như activator hoặc repressor tùy ngữ cảnh. Điều hòa phiên mã phụ thuộc vào trạng thái epigenetic của chromatin. Histone acetylation ảnh hưởng đến khả năng tiếp cận của Brn3a. Expression array cho thấy hàng trăm gen thay đổi khi thiếu Brn3a. Một số gen tăng biểu hiện, số khác giảm trong chuột knockout. Cơ chế điều hòa trực tiếp và gián tiếp đều tồn tại. Brn3a tương tác với các yếu tố phiên mã khác tạo phức hợp điều hòa.
2.1. Gắn Kết Trực Tiếp Vào DNA
Brn3a nhận diện trình tự DNA đặc hiệu thông qua POU domain. Motif gắn kết thường chứa trình tự TAATCC hoặc tương tự. ChIP assay chứng minh Brn3a gắn vào promoter NeuroD4, NeuroD1. Sự gắn kết này xảy ra in vivo trong hạch tam thoa phôi thai. Ái lực gắn kết phụ thuộc vào trình tự flanking DNA. Một số vị trí gắn có ái lực cao, số khác thấp hơn.
2.2. Điều Hòa Qua Histone Modification
Acetylated histone H3 đánh dấu vùng chromatin mở cho Brn3a. ChIP analysis cho thấy mối liên hệ giữa H3 acetylation và Brn3a binding. Gen hoạt động có mức acetylation cao tại promoter. Brn3a có thể tuyển dụng histone acetyltransferase đến gen mục tiêu. Trạng thái chromatin quyết định khả năng điều hòa của Brn3a. Methylation và các modification khác cũng đóng vai trò.
2.3. Tương Tác Với Yếu Tố Phiên Mã Khác
Brn3a không hoạt động đơn độc mà tạo phức hợp với protein khác. Tương tác với các transcription factor như NeuroD tăng cường hoạt tính. Sự phối hợp này tạo nên tính đặc hiệu tế bào. Brn3a điều hòa biểu hiện của các yếu tố phiên mã khác. Điều này tạo cascade điều hòa phức tạp trong nơron cảm giác.
III. Gen Mục Tiêu Của Brn3a Trong Hệ Thần Kinh
Expression array phân tích toàn bộ thay đổi gen trong chuột thiếu Brn3a. Hơn 200 transcript thay đổi đáng kể ở hạch tam thoa E13.5. Các gen liên quan đến hệ thống neurotransmitter bị ảnh hưởng mạnh. Brn3a điều hòa gen mã hóa kênh ion, receptor, và protein synapse. Một số gen mục tiêu quan trọng bao gồm NeuroD1, NeuroD4, Pou4f1. Gen Hox cũng nằm trong danh sách mục tiêu của Brn3a. Sự điều hòa khác nhau giữa DRG và hạch tam thoa. Một số gen chỉ bị điều hòa ở một trong hai vùng. Điều này phản ánh chức năng đặc hiệu theo ngữ cảnh của Brn3a. Target gene specificity phụ thuộc vào cofactor có sẵn trong mỗi loại nơron.
3.1. Gen Liên Quan Neurotransmitter
Brn3a điều hòa hệ thống tổng hợp và vận chuyển neurotransmitter. Gen mã hóa enzyme sinh tổng hợp glutamate, GABA bị ảnh hưởng. Receptor cho nhiều loại neurotransmitter cũng là mục tiêu. Brn3a kiểm soát phenotype hóa học của nơron cảm giác. Sự điều hòa này quyết định loại tín hiệu nơron truyền đạt.
3.2. NeuroD Family Transcription Factors
NeuroD1 và NeuroD4 là mục tiêu trực tiếp quan trọng của Brn3a. ChIP cho thấy Brn3a gắn vào promoter của cả hai gen này. NeuroD4 giảm mạnh trong hạch tam thoa thiếu Brn3a. NeuroD1 cũng bị ảnh hưởng nhưng ở mức độ khác. Các yếu tố NeuroD tham gia phân hóa nơron và sống còn. Brn3a tạo mạng lưới điều hòa với family NeuroD.
3.3. Tự Điều Hòa Qua Pou4f1 Locus
Pou4f1 mã hóa chính Brn3a, tạo vòng phản hồi tự điều hòa. ChIP analysis xác nhận Brn3a gắn vào promoter của gen mình. Autoregulation này duy trì mức biểu hiện Brn3a ổn định. Acetylated H3 hiện diện cao tại Pou4f1 locus. Cơ chế này quan trọng cho sự duy trì phenotype nơron.
IV. Sự Khác Biệt Điều Hòa Giữa DRG Và Hạch Tam Thoa
Brn3a điều hòa cả chương trình gen chung và riêng biệt ở DRG versus hạch tam thoa. Expression profiling so sánh hai vùng này ở chuột bình thường và knockout. Nhiều gen thay đổi tương tự ở cả hai ganglion. Tuy nhiên, một số gen chỉ bị điều hòa ở một vùng cụ thể. DRG có biểu hiện đặc trưng các marker proprioceptor. Brn3a điều hòa gen Hox chủ yếu trong DRG, không phải hạch tam thoa. Sự khác biệt này phản ánh nguồn gốc phát sinh khác nhau. DRG phát triển từ neural crest thân, hạch tam thoa từ vùng đầu. Context-dependent binding giải thích tính đặc hiệu vùng này. Epigenetic landscape khác nhau giữa hai loại ganglion.
4.1. Gen Đặc Hiệu DRG
Proprioceptor markers như Parvalbumin biểu hiện cao trong DRG. Brn3a điều hòa các gen liên quan đến cảm giác bản thể. Gen Hox như Hoxa5, Hoxc8 là mục tiêu trong DRG. Các gen này không thay đổi trong hạch tam thoa thiếu Brn3a. Sự điều hòa đặc hiệu này liên quan đến chức năng DRG. DRG neurons xử lý thông tin từ thân và chi.
4.2. Gen Đặc Hiệu Hạch Tam Thoa
Một số gen chỉ bị điều hòa bởi Brn3a trong hạch tam thoa. Các gen này liên quan đến cảm giác mặt và đầu. Trigeminal-specific targets phản ánh chức năng đặc biệt của ganglion này. Brn3a tương tác với các cofactor khác nhau ở hạch tam thoa. Chromatin state tại các locus này khác với DRG.
4.3. Chương Trình Gen Chung
Nhiều gen cơ bản của nơron cảm giác được điều hòa ở cả hai vùng. Gen liên quan sống còn, phát triển axon là mục tiêu chung. Brn3a duy trì identity cơ bản của nơron cảm giác. Các gen housekeeping cho chức năng nơron được điều hòa đồng nhất. Sự tương đồng này phản ánh vai trò cốt lõi của Brn3a.
V. Phương Pháp Nghiên Cứu Brn3a Và Gen Mục Tiêu
Nghiên cứu sử dụng chuột knockout Brn3a để xác định gen mục tiêu. Expression microarray so sánh wild-type và mutant ở E13.5. Mô hạch tam thoa và DRG được phân tích riêng biệt. ChIP assay xác nhận gắn kết trực tiếp của Brn3a vào DNA. Antibody đặc hiệu Brn3a được dùng để kéo xuống chromatin. PCR định lượng đo mức độ enrichment tại các locus. Histone modification profiling sử dụng antibody anti-acetyl H3. In situ hybridization xác định biểu hiện gen trong mô. Kỹ thuật này cho thấy phân bố tế bào của transcript. RT-PCR định lượng xác nhận kết quả microarray. Phân tích thống kê xác định thay đổi có ý nghĩa. Multiple testing correction được áp dụng cho dữ liệu array.
5.1. Expression Array Analysis
Microarray phân tích hàng ngàn gen đồng thời trong mẫu mô. RNA được chiết xuất từ ganglion chuột E13.5. Mẫu được gắn nhãn và lai với chip Affymetrix. Dữ liệu chuẩn hóa để loại bỏ bias kỹ thuật. Fold change và p-value xác định gen thay đổi đáng kể. Cutoff thường là fold change >1.5 và p<0.05.
5.2. Chromatin Immunoprecipitation
ChIP assay bắt đầu với crosslink protein-DNA bằng formaldehyde. Chromatin được cắt nhỏ bằng sonication thành đoạn 200-500bp. Antibody Brn3a kéo xuống phức hợp protein-DNA. DNA được tinh sạch và phân tích bằng PCR. Primer thiết kế cho vùng promoter của gen mục tiêu. Enrichment so sánh với input và IgG control.
5.3. Validation Bằng RT PCR
RT-PCR định lượng xác nhận kết quả microarray. RNA được reverse transcribe thành cDNA. Real-time PCR đo mức độ biểu hiện chính xác. Gen housekeeping như GAPDH làm đối chứng chuẩn hóa. Kết quả tương quan cao với dữ liệu array. Phương pháp này xác nhận target genes quan trọng.
VI. Ý Nghĩa Sinh Học Của Điều Hòa Gen Bởi Brn3a
Brn3a đóng vai trò trung tâm trong phát triển hệ thần kinh cảm giác. Thiếu Brn3a gây chết nơron cảm giác ở giai đoạn phôi. Yếu tố này cần thiết cho sự sống còn và phân hóa đúng. Điều hòa gen bởi Brn3a tạo nên đa dạng nơron cảm giác. Các subtype nơron khác nhau phụ thuộc vào mức Brn3a. Context-dependent regulation cho phép chức năng đa dạng. Nghiên cứu này mở ra hiểu biết về mạng lưới điều hòa phiên mã. Kiến thức về Brn3a target genes có ứng dụng lâm sàng tiềm năng. Bệnh lý thần kinh cảm giác có thể liên quan đến rối loạn Brn3a. Regeneration nơron sau chấn thương có thể cần tái kích hoạt Brn3a. Hiểu cơ chế này giúp phát triển liệu pháp thần kinh mới.
6.1. Vai Trò Trong Sống Còn Nơron
Brn3a điều hòa gen chống apoptosis trong nơron cảm giác. Thiếu Brn3a dẫn đến chết tế bào qua trình trình programmed cell death. Gen target liên quan đến survival pathway được điều hòa. Brn3a duy trì cân bằng giữa tín hiệu sống và chết. Điều này quan trọng trong phát triển bình thường hệ thần kinh.
6.2. Xác Định Subtype Nơron Cảm Giác
Brn3a góp phần tạo nên đa dạng các loại nơron cảm giác. Mechanoreceptor, nociceptor, proprioceptor có mức Brn3a khác nhau. Điều hòa differential gene expression tạo phenotype đặc trưng. Brn3a phối hợp với các transcription factor khác xác định subtype. Sự đa dạng này cần thiết cho chức năng cảm giác phức tạp.
6.3. Tiềm Năng Ứng Dụng Lâm Sàng
Hiểu về Brn3a có thể giúp điều trị bệnh lý thần kinh. Neuropathy cảm giác có thể liên quan đến rối loạn biểu hiện Brn3a. Tái sinh nơron sau tổn thương cần tái kích hoạt chương trình phát triển. Brn3a có thể là mục tiêu cho liệu pháp gene therapy. Nghiên cứu này đặt nền tảng cho ứng dụng tương lai.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (190 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộUNIVERSITY OF CALIFORNIA, SAN DIEGO Regulation of Target Gene Expression in Sensory Neurons by Brn3a A Dissertation submitted in partial satisfaction of the requirements for the degree Doctor of Philosophy in Biomedical Sciences by Jason James Lanier Committee in charge: Professor Eric Turner, Chair Professor Jerold Chun Professor Joseph Gleeson Professor William McGinnis Professor Bing Ren 2007 UMI Number: 3246882 UMI Microform 3246882 Copyright 2007 by ProQuest Information and Learning Company. All rights reserved. This microform edition is protected against unauthorized copying under Title 17, United States Code. ProQuest Information and Learning Company 300 North Zeeb Road P.
Box 1346 Ann Arbor, MI 48106-1346 Copyright Jason James Lanier, 2007 All rights reserved The Dissertation of Jason James Lanier is approved, and it is acceptable in quality and form for publication on microfilm. _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ Chair UNIVERSITY OF CALIFORNIA, SAN DIEGO 2007 iii TABLE OF CONTENTS Signature page. iii Table of contents. iv List of Figures.
vi List of Tables. 1 Induction and development of the nervous system. 1 Tissue-specific transcription factors in neural development. 3 Mechanisms of transcriptional regulation.
5 Transcription factor target gene specificity. 7 Epigenetic influence on transcription factor binding. 10 Brn3a is a critical regulator of sensory neural development. Coordinated regulation of gene expression by Brn3a in the developing trigeminal ganglion.
24 Materials and methods. Brn3a target gene recognition in embryonic sensory neurons. 68 Materials and methods. POU-domain factor Brn3a regulates both distinct and common programs of gene expression in the spinal and trigeminal sensory ganglia.
133 Materials and methods. 166 Programs of gene regulation in the nervous system. 166 Direct vs indirect regulation. 167 Context-dependent binding and activity of transcription factors.
169 Cell-specific functions of transcription factors. 175 v LIST OF FIGURES Chapter 2 Figure 2.1 Expression array analysis of E13.2 Brn3a regulates sensory neurotransmitter systems.3 Coordinated regulation of transcription factor expression in sensory ganglia by Brn3a.4 Cellular expression of Brn3a target genes in the CNS.1 Cellular expression of Brn3a in the embryonic trigeminal ganglion. Brn3a is a direct regulator of the NeuroD4 gene in the embryonic trigeminal ganglion.3 ChIP analysis of Brn3a binding to the NeuroD1 and Msc loci in E13.4 Brn3a binding to the Pou4f1 locus in vitro and in embryonic trigeminal ganglia.5 Markers of chromatin modification at the Pou4f1 locus.6 Acetylated histone H3 ChIP assays of the NeuroD4 and NeuroD1 loci.7 Analysis of Brn3a binding sites identified in the promoters of genes not expressed in the developing trigeminal ganglion. 112 vi Chapter 4 Figure 4.1 Analysis of global gene expression in embryonic neural tissue.2 Selective expression of proprioceptor markers in the DRG and trigeminal system.3 Target genes with increased expression in the DRG of Brn3a null mice.4 Target genes with decreased expression in the DRG of Brn3a null mice.5 Brn3a regulation of Hox gene expression in the DRG.6 Trigeminal-specific targets of Brn3a regulation.7 Acetyl-histone H3 profiling of Brn3a target gene loci.
154 vii LIST OF TABLES Chapter 2 Table 2.1 Increased transcripts in the trigeminal ganglion of Brn3a mutant mouse embryos.2 Decreased transcripts in the trigeminal ganglion of Brn3a mutant mouse embryos.3 Significantly changed ESTs in Brn3a mutant mice.4 Relative expression of previously reported Brn3a target genes in the trigeminal ganglia of Brn3a mutant embryos.1 Transcripts differentially expressed in the DRG and TG.2 Increased transcripts in the DRG of Brn3a knockout mice.3 Transcripts decreased in the DRG of Brn3a null mice. 159 viii ACKNOWLEDGEMENT First of all, I would like to thank my advisor, Dr. Eric Turner for being an exceptional mentor and devoting enormous amounts of time and effort to my training. Thanks for all of your guidance and patience and for always having my best interest at heart.
I would also like to thank the members of the Turner lab that I have had the privilege to work with: Natasha, Raisa, Lely, Eric Cox, Iain, and Amanda. You have all helped to create a great working environment in the lab. I have enjoyed getting to know all of you and appreciate your enormous contributions to my thesis project. Finally, I would like to thank the members of my thesis committee for helpful comments and advice along the way.
The text in Chapter Two is a reprint of the material as it appears in Development, 2003, Eng SR, Lanier J, Fedtsova N, Turner EE. I was a secondary author and participated in the research that forms the basis of this chapter. The text of Chapter Three is a reprint of the material as it appears in Developmental Biology, 2007, Lanier J, Quina LA, Eng SR, Cox E, Turner EE. I was the primary researcher, and the co-authors contributed to the research that forms the basis of this chapter.
The text of Chapter Four is a reprint of the material as it appears in Neural Development, 2007, Eng SR, Dykes I, Lanier J, Fedtsova N, and Turner EE. I was a secondary author and participated in the research that forms the basis of this chapter. ix VITA EDUCATION Ph., Biomedical Sciences University of California San Diego School of Medicine 2007 B., Biological Chemistry, cum laude Tulane University 2001 RESEARCH EXPERIENCE Eric Turner Lab, Department of Psychiatry University of California San Diego, La Jolla, CA 2001-Present Larry Byers Lab, Department of Chemistry Tulane University, New Orleans, LA 2000-2001 Tom Wilke Lab, Department of Pharmacology University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, TX 2000 TEACHING EXPERIENCE Salk Institute Mobile Science Lab 2002-2003 General Chemistry Laboratory Course, Tulane University 2000-2001 HONORS UT Southwestern Medical Center Summer Undergraduate Research Fellowship 2000 Reuben Zarilli Memorial Scholarship for Academic Achievement 2000 Conference USA Commissioner’s Academic Medal- Tulane Football 1998 x PUBLICATIONS Eng SR, Dykes I, Lanier J, Fedtsova N, Turner EE (2007). “POU-domain factor Brn3a regulates both distinct and common programs of gene expression in the spinal and trigeminal sensory ganglia.
Lanier J, Quina LA, Eng SR, Cox E, Turner EE (2007). “Brn3a target gene recognition in embryonic sensory neurons.” Developmental Biology, 302(2) pp. Cox E, Lanier J, Quina L, Eng SR, Turner EE (2006) “Regulation of FGF10 by POU transcription factor Brn3a in the developing trigeminal ganglion.” Journal of Neurobiology, 66(10):1075-83. Quina LA, Pak W, Lanier J, Banwait P, Gratwick K, Liu Y, Velasquez T, O’Leary DD, Goulding M, Turner EE (2005).
“Brn3a-expressing retinal ganglion cells project specifically to thalamocortical and collicular visual pathways.” Journal of Neuroscience, 25(50):11595-604. Eng SR, Lanier J, Fedtsova N, Turner EE (2004). “Coordinated regulation of gene expression by Brn3a in developing sensory ganglia. ABSTRACTS Lanier J, Quina L, Turner EE (2006).
“Tissue-specific regulation of gene expression by Brn3a.” Keystone Symposium- Regulation of Eukaryotic Transcription: From Chromatin to mRNA, Taos, NM. Lanier J, Quina L, Cox E, Turner EE (2005). “Locus-wide ChIP analysis of the transcriptional targets of Brn3a in the sensory ganglia.” Society for Neuroscience Annual Meeting, Washington, DC. Quina L, Lanier J, Eng S, Banwait P, Liu Y, Goulding M, Turner EE (2004).
“Role of Brn3a in CNS axon guidance.” Society for Neuroscience Annual Meeting, San Diego, CA. Lanier J, Eng SR, Fedtsova N, Turner EE (2003). “Transcriptional targets of Brn3a in the sensory ganglia.” Society for Neuroscience Annual Meeting, New Orleans, LA. xi ABSTRACT OF THE DISSERTATION Regulation of Target Gene Expression in Sensory Neurons by Brn3a by Jason James Lanier Doctor of Philosophy in Biomedical Sciences University of California, San Diego, 2007 Professor Eric Turner, Chair During the development of the vertebrate nervous system, cellular proliferation and differentiation result in the formation of a large number of specialized physical structures composed of many different types of cells.
The phenotypic properties of a cell are largely controlled by the complement of proteins that the cell expresses. Thus, the formation of properly functioning neuronal circuitry requires precisely coordinated regulation of gene expression. Tissue-specific transcription factors play a critical role in the process of development by exerting spatiotemporal control over the expression of their specific target genes. Hundreds of transcription factors have been identified xii which exhibit tissue-specific expression in the nervous system.
Many of these factors are critical for proper neural development, with their disruption leading to severe phenotypic abnormalities. Brn3a (Pou4f1) is a POU domain transcription factor with a highly specific and complex pattern of expression in the developing nervous system. Disruption of Brn3a function results in severe developmental abnormalities and neonatal lethality. We have identified programs of gene expression controlled by Brn3a in both the trigeminal ganglia (TG) and dorsal root ganglia (DRG) using microarray analysis of dissected tissue from wild-type and Brn3a null embryos in midgestation.
These experiments indicate that Brn3a regulates similar, but distinct complements of transcripts in sensory ganglia at different axial levels. We then show, using in vivo chromatin immunoprecipitation (ChIP) assays, that Brn3a directly represses the expression of the neurogenic transcription factors NeuroD1 and NeuroD4 in the developing TG. Finally, we provide evidence that epigenetic modifications of chromatin play an integral role in determining the regulatory targets of Brn3a and contribute to target gene differences between the TG and DRG. The work presented in this dissertation has provided insight into the role of Brn3a in the developing sensory nervous system.
It also demonstrates a clear role for chromatin modification in transcription factor target gene selection which may be relevant for many tissue- specific transcription factors. xiii I Introduction Induction and development of the nervous system The induction and development of the vertebrate nervous system comprise an extraordinarily complex series of events resulting in the generation of a multitude of distinct cell types and structures (Kandel, Schwartz et al. During early mammalian embryonic development, prior to the induction of the nervous system, the embryo consists of three main cell layers. The innermost cell layer, the endoderm, consists of cells that eventually give rise to the gut and internal organs.
The vascular system, musculature, and connective tissues are derived from the middle cell layer, the mesoderm. The major tissues of the central and peripheral nervous systems are generated from the ectoderm, located on the surface of the early embryo. At the gastrula stage of development, a sheet of cells located at the dorsal midline of the embryo, begins to acquire neural properties and forms a structure called the neural plate, which is the source of both neural and glial cells. In a process called neurulation, the neural plate folds into a structure called the neural tube, which eventually gives rise to the central nervous system.
The adult spinal cord and brain are derived from the posterior and anterior regions of the neural tube, respectively (Schoenwolf, Bortier et al. 1989; Eagleson and Harris 1990). 1 2 Many of the cells comprising the peripheral sensory nervous system are derived from a group of migratory cells called the neural crest (Selleck and Bronner- Fraser 1996). Prior to neurulation, precursors of this specialized group of cells can be identified at the border of the neural plate and the non-neural ectoderm (Huang and Saint-Jeannet 2004).
Around the time of neural tube closure, neural crest cells migrate ventrally throughout the embryo, differentiating into a wide range of both neuronal and nonneuronal cells, including a majority of sensory neural progenitors. The remainder of the cells in the peripheral sensory nervous system originate in ectodermal cellular structures called neurogenic placodes (Barlow 2002). The patterning and differentiation of cells in the nervous system is ultimately controlled by signaling molecules called inducing factors which are secreted from cells in a particular location within an embryo and influence the physiology of surrounding cells. Secretion of an inducing factor from a localized region within an embryo creates a signaling gradient which can determine the arrangement and fate of responding cells according to the concentration of the factor perceived by each cell (Gurdon and Bourillot 2001).
Cells occupying different positions within a developing embryo are exposed to different inducing factors. Thus the position that a cell occupies early in development has a direct influence over its ultimate fate.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Brn3a điều hòa biểu hiện gen trong nơron cảm giác" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận án tiến sĩ nghiên cứu cơ chế điều hòa biểu hiện gen trong nơron cảm giác qua protein Brn3a và vai trò yếu tố phiên mã trong phát triển thần kinh.
Luận án "Brn3a điều hòa biểu hiện gen trong nơron cảm giác" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại University of California, San Diego. Năm bảo vệ: 2007.
Luận án "Brn3a điều hòa biểu hiện gen trong nơron cảm giác" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Brn3a điều hòa biểu hiện gen trong nơron cảm giác" thuộc chuyên ngành Biomedical Sciences. Danh mục: Sinh Học Phân Tử Tế Bào.
Luận án "Brn3a điều hòa biểu hiện gen trong nơron cảm giác" có bao nhiêu trang?
Luận án "Brn3a điều hòa biểu hiện gen trong nơron cảm giác" có 190 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Brn3a điều hòa biểu hiện gen trong nơron cảm giác" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.