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Des scientifiques découvrent un mécanisme qui explique comment un seul gène entraîne le développement du cerveau

Le développement du cerveau est le résultat d'un grand nombre de gènes orchestrant la différenciation des cellules souches en divers types de cellules cérébrales. Maintenant, une nouvelle étude révèle que le gène NeuroD1 n'est pas seulement exprimé dans les cellules souches du cerveau, mais agit également comme régulateur principal de ce processus complexe.
Les chercheurs disent que NeuroD1 crée une mémoire épigénétique dans la cellule sur la manière dont il devrait se différencier au fur et à mesure du développement du cerveau.

Reporting dans le Le journal EMBODes chercheurs de l'Institut de biologie moléculaire (IMB) de Mayence, en Allemagne, décrivent comment ils ont découvert le mécanisme complexe par lequel NeuroD1 pilote la formation des cellules cérébrales.

Ils croient que leurs résultats amélioreront non seulement la compréhension du développement du cerveau et de la formation de nouvelles cellules, mais ils pourraient également aider à développer des traitements régénératifs pour la maladie de Parkinson et d'autres maladies neurodégénératives.

Dans les maladies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer, le fonctionnement du cerveau diminue en raison de la perte de cellules incapables de se remplacer, ce qui entraîne des dommages permanents.

La médecine régénérative vise à reconstituer les cellules perdues, par exemple en reproduisant la manière dont le corps crée de nouvelles cellules au cours du développement.

Mais le cerveau est un organe complexe et nous n'en savons pas beaucoup sur son développement au niveau moléculaire.

Les chercheurs de l'IMB étudient le rôle de NeuroD1 dans le développement du cerveau. Ils avaient déjà établi que le gène est actif au tout début du processus de développement du cerveau.

Le gène maître crée une «mémoire épigénétique» dans les cellules

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont constaté que NeuroD1 agit comme un interrupteur principal qui lance le processus de développement du cerveau.

Ils ont constaté que NeuroD1 contrôle d'autres gènes en modifiant leur état "épigénétique" - sans altérer leur ADN sous-jacent, il laisse des marqueurs sur les gènes qui indiquent s'ils sont activés ou désactivés et qui influencent leur lecture.

Cependant, une autre caractéristique importante qu’ils ont découverte est que NeuroD1 continue d’influencer ce processus même s’il est désactivé. Les marqueurs épigénétiques qu'il laisse sur les autres gènes sont permanents.

C'est comme si NeuroD1 créait une "mémoire épigénétique" dans la cellule de la façon dont il devrait se différencier au fur et à mesure du développement du cerveau. Les premiers auteurs conjoints Abhijeet Pataskar et Johannes Jung expliquent:

"Notre recherche a montré comment un seul facteur, NeuroD1, a la capacité de modifier le paysage épigénétique de la cellule, aboutissant à un programme d'expression génique qui dirige la génération de neurones."

Le Dr Tiwari dit que l'étude est passionnante car elle contribue grandement à clarifier les liens entre la séquence de l'ADN, les changements épigénétiques et le devenir cellulaire. En outre, il conclut:

"Non seulement elle apporte un nouvel éclairage sur la formation du cerveau au cours du développement embryonnaire, mais elle ouvre également de nouvelles voies pour la thérapie régénératrice."

Pendant ce temps, Nouvelles médicales aujourd'hui ont récemment appris comment le fait de cibler la formation de vaisseaux sanguins indésirables dans le cerveau pourrait être un moyen d'aider les personnes atteintes de la maladie de Parkinson qui continuent à avoir des problèmes d'équilibre et de marche malgré un médicament rétablissant la dopamine.

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