వెయ్యి మైళ్ల ప్రయాణం ఒక్క అడుగుతో ప్రారంభమవుతుంది, అయితే న్యూరాన్లను అభివృద్ధి చేయడం కోసం, ఈ మొదటి దశ బహుళ సిగ్నలింగ్ మార్గాల సహకారంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సెయింట్ జూడ్ చిల్డ్రన్స్ రీసెర్చ్ హాస్పిటల్లోని శాస్త్రవేత్తలు అభివృద్ధి చెందుతున్న న్యూరాన్ల వలసలను కిక్స్టార్ట్ చేసే పరమాణు సంఘటనల క్రమాన్ని ట్రాక్ చేయడానికి ఫ్లోరోసెంట్ ఇమేజింగ్ పద్ధతులను ఉపయోగించారు, ఈ ప్రక్రియలో సూచనల యొక్క క్లిష్టమైన సర్క్యూట్ను సూచిస్తారు. సరైన సెరెబెల్లమ్ అభివృద్ధిని నిర్ధారించే ప్రక్రియలపై వెలుగునిచ్చే పరిశోధనలు ఈరోజు ప్రచురించబడ్డాయి నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్.
మెదడులోని జెర్మినల్ జోన్ అని పిలువబడే ప్రాంతంలో న్యూరాన్లు అభివృద్ధి చెందుతాయి, అయితే వాటి పనితీరును నెరవేర్చడానికి, అవి సర్క్యూట్లను రూపొందించడానికి అవసరమైన మెదడులోని ఇతర భాగాలకు ప్రయాణించాలి. నిష్క్రమించమని చెప్పే సూచనల శ్రేణి పూర్తిగా అర్థం కాలేదు, కానీ డేవిడ్ సోలెక్కి, PhD, St. జూడ్ డిపార్ట్మెంట్ ఆఫ్ డెవలప్మెంటల్ న్యూరోబయాలజీ, న్యూరాన్ మైగ్రేషన్ని కిక్స్టార్ట్ చేయడానికి ఈ సంకేతాలు ఎలా కలిసి వస్తాయో విప్పడానికి బాగా అమర్చారు.
“గతంలో, ప్రజలు సెల్ వెలుపల నుండి ముఖ్యమైన సైటోస్కెలెటల్ భాగాలు మరియు బాహ్య సంకేతాలను చూశారు, ఇది న్యూరాన్లకు ఎప్పుడు మరియు ఎక్కడికి వెళ్లాలో తెలియజేస్తుంది” అని సోలెకి చెప్పారు. “కానీ అవి ఎలా ఏకీకృతం చేయబడతాయో గుర్తించడం ప్రధాన సవాలుగా మారుతుంది. ఈ జెర్మినల్ జోన్ నిష్క్రమణ ఈవెంట్ను ఆర్కెస్ట్రేట్ చేయడానికి బహుళ జీవసంబంధ మార్గాలు ఎలా కలిసి వస్తాయి?”
మార్గదర్శక అణువు Netrin-1 “పుషింగ్” మధ్య వైరుధ్యం జెర్మినల్ జోన్ నుండి న్యూరాన్లను అభివృద్ధి చేసిందని మరియు ubiquitin ligase Siah2 అభివృద్ధి చెందని కణాలను తిరిగి జెర్మినల్ జోన్లోకి “లాగడం” కారణమని ఫలితాలు వెల్లడించాయి. ఈ మునుపు ప్రశంసించబడని “యాదృచ్చిక గుర్తింపు సర్క్యూట్” ఈ వ్యతిరేక మార్గాల పరస్పర చర్య సరైన న్యూరానల్ మైగ్రేషన్ను నిర్ధారిస్తుంది అని హైలైట్ చేస్తుంది.
పుష్-అండ్-పుల్ న్యూరాన్ వలసలను నియంత్రిస్తుంది
ఈ రెండు-స్విచ్ సర్క్యూట్ ఎలా పనిచేస్తుందో వెల్లడించడానికి సోలెకి సూపర్-రిజల్యూషన్ మైక్రోస్కోపీని ఉపయోగించారు. జెర్మినల్ జోన్లోని నెట్రిన్ -1 నుండి భిన్నమైన న్యూరాన్లు వలస వచ్చినట్లు పరిశోధకులు మొదట గుర్తించారు. ఈ ప్రోటీన్ ట్రాన్స్మెంబ్రేన్ రిసెప్టర్, Dcc ద్వారా గుర్తించబడింది మరియు తిప్పికొట్టబడుతుంది.
“నెట్రిన్ -1 పుట్టుకతో వచ్చే కణాల ద్వారా స్రవిస్తుంది మరియు ఇది కొత్తగా వేరు చేయబడిన కణాలకు, ‘మీరు మా నుండి దూరంగా వెళ్లాలి’ అని చెబుతుంది” అని సోలెకి వివరించారు. “భేదాత్మకమైన కణాలు తప్పనిసరిగా వాటి మునుపటి అపరిపక్వ న్యూరాన్ల ద్వారా తిప్పికొట్టబడతాయి.”
యాదృచ్చిక గుర్తింపు ఆధారంగా లోతుగా పరిశీలిస్తే, Netrin-1-Dcc సిగ్నలింగ్ మరియు పార్డ్3 మరియు జామ్సి అనే రెండు ఇతర ప్రొటీన్ల మధ్య సర్క్యూట్ని వెల్లడైంది. ఇవి వలసలకు అవసరమైన సైట్లలో Dcc క్లస్టరింగ్ మరియు సంశ్లేషణ సూచనలను అందిస్తాయి. Pard3 Dcc గ్రాహకాల యొక్క కదలిక మరియు స్థానికీకరణను ప్రోత్సహిస్తుంది, అయితే JamC వాటిని సంశ్లేషణ సైట్లలో ఎంకరేజ్ చేస్తుంది, సమర్థవంతమైన ధ్రువణత మరియు సంశ్లేషణ క్యూ ఏకీకరణను అనుమతిస్తుంది. ఈ సంక్లిష్టత న్యూరోనల్ మైగ్రేషన్ సమయం మరియు దిశను నియంత్రించడానికి సంశ్లేషణ మరియు మార్గదర్శక సిగ్నలింగ్ను సమతుల్యం చేస్తుంది.
ఈ “పుష్” సిగ్నల్ ఒక “పుల్” సిగ్నల్ ద్వారా బ్యాలెన్స్ చేయబడుతుంది, ఇది ubiquitin ligase, Siah2 ద్వారా నడపబడుతుంది. యుబిక్విటిన్ లిగేస్లు పనికిరాని ప్రోటీన్ల రీసైక్లింగ్ను సులభతరం చేస్తాయి. Siah2 అనేది Dcc మరియు Pard3 కోసం కేటాయించబడిన ubiquitin ligase. Dcc మరియు JamC కదలికలను నియంత్రించే Dcc, Netrin-1 సెన్సార్ మరియు Pard3ని తగ్గించడం ద్వారా జెర్మినల్ జోన్ నుండి అభివృద్ధి చెందని న్యూరాన్ల అకాల వలసలను Siah2 నిరోధిస్తుందని పరిశోధకులు నిరూపించారు. ఈ క్షీణత యాదృచ్ఛిక గుర్తింపు సర్క్యూట్లోని సంశ్లేషణ మరియు మార్గదర్శక సూచనల పరస్పర చర్యను ఖచ్చితంగా నియంత్రిస్తుంది.
ఈ సామూహిక వ్యవస్థ యాదృచ్ఛిక గుర్తింపు సర్క్యూట్ను ఎలా రూపొందిస్తుందనే దానిపై పరిశోధనలు ప్రత్యేకమైన అంతర్దృష్టిని అందించాయి, ఇందులో సెల్-సెల్ కాంటాక్ట్ మరియు నెట్రిన్-1 సెన్సింగ్ ఇన్పుట్లు సరైన అవుట్పుట్ చూడటానికి తప్పనిసరిగా పని చేయాలి. “సింగిల్-సెల్ సీక్వెన్సింగ్ వంటి ఇతర పద్ధతులతో, మీరు సిస్టమ్ల వెనుక ఉన్న జన్యువులను చూస్తారు, కానీ చివరికి, సెల్ బయాలజీ మీరు గుర్తించాల్సిన విషయం” అని సోలెకి చెప్పారు. “మరియు ఈ పని దాని గురించి: అణువుల యొక్క క్లిష్టమైన పరస్పర చర్య.”
