Gen yang memicu pembentukan sistem saraf telah ditemukan

Hipotesis bahwa sistem saraf embrio terbentuk dengan sendirinya, tanpa sinyal khusus, belum terbukti. Peneliti Jepang telah menemukan gen yang memicu transformasi sel germinal menjadi sel saraf.

Dalam proses perkembangan embrio, tahap penting pembentukan tiga lapisan germinal dibedakan. Pada sebagian besar organisme multiseluler, pada tahap tertentu tubuh embrio memiliki struktur tiga lapis, dan masing-masing lapisan ini - ektoderm, mesoderm, dan endoderm - merupakan prekursor dari seluruh kelompok jaringan. Dengan demikian, turunan eksoderm akan melakukan fungsi integumen dan sensorik pada organisme masa depan, yaitu, antara lain, lapisan ektoderm embrio memunculkan seluruh sistem saraf.

Berdasarkan hasil penelitian pembentukan jaringan saraf, terciptalah model unik yang menyatakan bahwa jaringan saraf terbentuk di dalam embrio secara pasif. Dengan kata lain, ketika alternatif perkembangan lain telah habis, dan tidak perlu lagi membentuk berbagai jaringan integumen, maka giliran jaringan saraf. Ini berarti bahwa tidak ada sinyal aktif khusus untuk memulai proses ini: sel ektoderm mengandung beberapa protein penghambat yang menghambat perkembangan jaringan saraf. Ketika semua hal lainnya telah terbentuk, penghambat ini, secara kiasan, melepaskan kendali, dan produksi jaringan saraf pun dimulai.

Para peneliti di Pusat Biologi Perkembangan di Institut Penelitian Fisika dan Kimia (RIKEN) telah berhasil menantang model perkembangan jaringan saraf pasif. Sebuah kelompok yang dipimpin oleh Yoshiki Sasai meneliti aktivitas gen selama transformasi sel prekursor jaringan saraf embrio tikus. Mereka menemukan bahwa produk dari satu gen, Zfp521, mengaktifkan gen lain yang terlibat dalam proses pembentukan jaringan saraf, bahkan di hadapan protein yang biasanya ditekan oleh gen ini.

Ketika mempelajari embrio tikus, ternyata lokalisasi protein Zfp521 dalam embrio dan waktu aktivitasnya dikaitkan dengan tempat dimulainya transformasi ektoderm menjadi jaringan saraf. Jika embrio tikus disuntik dengan sel prekursor neuron dengan gen protein Zfp521 yang dimatikan pada tahap awal perkembangan, mereka tidak dapat berintegrasi ke dalam sistem saraf embrio yang sedang berkembang. Analisis genetik molekuler selanjutnya menunjukkan bahwa gen ini merangsang transformasi ektoderm menjadi neuroektoderm, yang kemudian menghasilkan prekursor neuron langsung. Eksperimen peneliti Jepang dijelaskan secara rinci dalam sebuah publikasi di jurnal Nature.

Dengan demikian, jaringan saraf tidak terbentuk secara pasif dan tidak "dengan sendirinya", tetapi di bawah pengaruh regulator aktif tertentu, yang memulai pembentukannya. Menguraikan mekanisme tersebut dapat terbukti sangat penting bagi dunia kedokteran jika memungkinkan untuk menunjukkan bahwa pembentukan jaringan saraf pada manusia dimulai dengan cara yang persis sama.