Mae'r hypothalamws yn un o'r rhanbarthau ymennydd mwyaf cymhleth yn y system nerfol ganolog, ac mae ei niwronau'n amrywiol iawn ac yn rheoli cartrefostasis corff mamaliaid trwy reoleiddio ymddygiad nerfau awtonomig, endocrin a greddfol. Mae'r hypothalamws nid yn unig yn sicrhau goroesiad unigol trwy reoleiddio bwydo unigol, dŵr yfed, tymheredd y corff, cwsg, pwysau osmotig, a rhythm circadian, ond hefyd yn rheoli cychwyn glasoed a gallu atgenhedlu rhywiol i sicrhau atgenhedlu poblogaeth. Er bod gennym fewnwelediad dwfn i sut mae'r hypothalamws yn rheoleiddio bwydo, cwsg a thymheredd y corff, mae'r mecanwaith sy'n ymwneud â rheoleiddio cychwyn glasoed yn parhau i fod yn anhysbys, a restrir fel un o'r 125 o heriau gwyddonol mwyaf blaengar gan y Wyddoniaeth.
Cyhoeddodd tîm Wu Qingfeng o'r Sefydliad Bioleg Genetig a Datblygiadol, Academi Gwyddorau Tsieineaidd, a'i dîm o'r Ysgol Gwyddorau Bywyd, Prifysgol Tsinghua, bapur ymchwil o'r enw: Hierarchical deployment of Tbx3 yn pennu hunaniaeth niwronau hypothalamig KNDy i reoli glasoed dechrau ar-lein yn y cyfnodolyn Science Advances.
Wrth ddatgelu mecanwaith cychwyn glasoed mamaliaid o safbwynt rhaglennu datblygiadol, cynigiodd yr astudiaeth hon hefyd batrwm newydd sy'n nodi ffactorau trawsgrifio sy'n rheoleiddio ogenesis llinach niwronaidd, sydd ag arwyddocâd cyfeirio pwysig ar gyfer astudiaethau damcaniaethol dilynol.
Mae astudiaethau genetig yn y gorffennol wedi dangos y gall mwtaniadau yn y ffactor trawsgrifio TBX3 achosi syndrom Ulnar-mamari (UMS), a nodweddir gan namau datblygiad y fron a datblygiad annormal yn y dwylo a'r fraich, ond y mwyaf nodedig yw'r oedi difrifol o ddechrau glasoed mewn cleifion GMU.
Yng ngwaith tîm Wu Qingfeng, canfu'r ymchwilwyr fod Tbx3 yn diffinio is-linell o'r hypothalamws, ac yn rheoleiddio'n gadarnhaol y broses o sefydlu a chynnal tynged niwronaidd fel is-ddilyniant penderfynu tynged.
Ar lefel anifeiliaid, mae diffygion genynnau Tbx3 wedi gohirio glasoed yn sylweddol, wedi amharu ar gylchredau gwallt benywaidd, ofyliad ofarïaidd ac anffrwythlondeb, ac mae Tbx3 yn chwarae rhan bwysig wrth sefydlu a chynnal tynged niwronau KNDy hypothalamig (niwronau allweddol sy'n rheoleiddio cychwyniad glasoed). Ar y lefel foleciwlaidd, canfu'r ddau dîm fod Tbx3 yn rheoleiddio trawsgrifio genynnau trwy wahanu cyfnod i gymell mynegiant niwropeptid. Yn nodedig, ni fethodd yr un o'r mwtaniaid TBX3 lluosog sy'n achosi GMU mewn bodau dynol gael gwahaniad cyfnod effeithlon, ac fe wnaethant hefyd golli'n sylweddol y gallu i reoleiddio mynegiant niwropeptid, gan adael cleifion â symptomau o oedi cyn cychwyn glasoed.
Yn yr astudiaethau damcaniaethol o sefydlu llinach hypothalamig a niwrogenesis, Trwy gymharu dwy gronfa ddata trawsgrifio un-gell, olrhain llinach sy'n seiliedig ar olrhain a thrin genynnau, Y canfyddiad na all penderfynyddion tynged ddigwydd mewn modd clasurol sy'n dibynnu ar linach yn unig, gall tynged niwronaidd hefyd yn cael eu rheoleiddio mewn dwy ffordd llinach-annibynnol, Cawsant eu henwi yn unigol yn cadw mewnlinedd (cadw o fewn-llinach, ILR) a rhyngweithio rhyng-linell (rhyngweithio rhyng-llinach, ILI), Gall y ddau ddull hefyd gynnwys iawndal llinach-annibynnol (llinach-) iawndal annibynnol, LIC), Gyda'i gilydd, maent yn pennu tynged y niwronau yn yr ymennydd yn ystod datblygiad clefyd.
Ffigur: Trosolwg astudiaeth.a. Mecanweithiau penderfynu tynged sy'n dibynnu ar linach a llinach-annibynnol (ILR, cadw o fewn y llinach; LIC, iawndal annibynnol ar linach; ILI, rhyngweithio rhwng llinach), b. Datblygiadau allweddol a wnaed ar y lefelau moleciwlaidd, cellog ac anifeiliaid (TF, ffactor trawsgrifio; GMU, syndrom fron ulna)
Cytunodd yr adolygwyr yn ystod y broses adolygu bod yr astudiaeth yn "ddiddorol iawn, yn fanwl, yn ymgorffori adnoddau data newydd a chysyniadau gwyddonol, wedi'i chwblhau o ansawdd a safonau uchel iawn, ac mae'n debygol o fod â goblygiadau pwysig ar gyfer maes datblygiad hypothalamig".
I gloi, cymerodd yr astudiaeth hon ymchwil genetig dynol fel y pwynt mynediad i ddatgelu'r broses y mae dilyniant Tbx3 yn rheoleiddio tynged y niwronau KNDy hypothalamig ac yna'n ysgogi cychwyn glasoed, gan ddarparu persbectif newydd ar fecanweithiau rhaglennu datblygiadol cychwyn glasoed. Mae modylwyr tynged hypothalamig yn elfennau rheoleiddiol pwysig sy'n pennu datblygiad tynged niwronaidd, ac mae'n dal yn werth archwilio'r rhwydwaith rheoleiddio lluosog cymhleth y tu ôl iddynt.
