Eine von der UCLA geleitete Studie hat einen beispiellosen Einblick in die Entwicklung der Genregulation während der Entwicklung des menschlichen Gehirns gegeben und gezeigt, dass die 3D-Struktur des Chromatins – DNA und Proteine – eine entscheidende Rolle spielt. Diese Arbeit bietet neue Erkenntnisse darüber, wie die frühe Gehirnentwicklung die lebenslange psychische Gesundheit prägt.
Die in Nature veröffentlichte Studie wurde von Dr. Chongyuan Luo an der UCLA und Dr. Mercedes Paredes an der UC San Francisco geleitet, in Zusammenarbeit mit Forschern des Salk Institute, der UC San Diego und der Seoul National University. Sie erstellte die erste Karte der DNA-Modifikation im Hippocampus und im präfrontalen Kortex – zwei Hirnregionen, die für Lernen, Gedächtnis und emotionale Regulierung entscheidend sind. Diese Bereiche sind auch häufig an Störungen wie Autismus und Schizophrenie beteiligt.
Das Forschungsteam analysierte mehr als 53.000 Gehirnzellen von Spendern aus der Zeit von der mittleren Schwangerschaft bis zum Erwachsenenalter und entdeckte dabei signifikante Veränderungen in der Genregulation während kritischer Entwicklungsphasen. Durch die Erfassung eines so breiten Spektrums an Entwicklungsphasen konnten die Forscher ein bemerkenswert umfassendes Bild der massiven genetischen Neuverdrahtung erstellen, die während kritischer Zeitpunkte der Entwicklung des menschlichen Gehirns stattfindet.
Eine der dynamischsten Phasen findet etwa in der Mitte der Schwangerschaft statt. Zu dieser Zeit stellen neurale Stammzellen, sogenannte radiale Gliazellen, die im ersten und zweiten Trimester Milliarden von Neuronen produziert haben, die Produktion von Neuronen ein und beginnen mit der Bildung von Gliazellen, die Neuronen unterstützen und schützen. Gleichzeitig reifen die neu gebildeten Neuronen heran, erlangen die Eigenschaften, die sie benötigen, um bestimmte Funktionen zu erfüllen, und bilden die synaptischen Verbindungen, die ihnen die Kommunikation ermöglichen.
Dieses Entwicklungsstadium sei in früheren Studien übersehen worden, sagen die Forscher, da aus dieser Zeit nur begrenzt Hirngewebe verfügbar sei.
Credits
Oier Pastor AlonsoUCSF
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