Wissenschaftler des Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) haben herausgefunden, dass bei dem Wurm C. elegans ein Quartett von Molekülen zusammenarbeitet, um den zeitlichen Ablauf jeder Entwicklungsphase zu regulieren. Ähnlich wie zirkadiane Uhren das Verhalten des Menschen steuern, könnten diese Erkenntnisse Aufschluss darüber geben, wie Zeit die Entwicklung anderer Tiere beeinflusst. Die Proteine NHR-85 und NHR-23 initiieren jede Entwicklungsphase von C. elegans und aktivieren das microRNA lin-4, das die Muster der Stammzellentwicklung kontrolliert. Die genaue Zeit, Stärke und Dauer des Genexpressionsimpulses hängt von der Interaktion zwischen NHR-85 und NHR-23 sowie einem weiteren Protein namens LIN-42 ab, das jede Entwicklungsperiode beendet. Christopher Hammell und Wolfgang Keil vom CSHL haben eine Bildgebungstechnik entwickelt, um den Genexpressionszyklus in C. elegans zu beobachten und zu messen. Dabei stellten sie fest, dass die genaue zeitliche Abstimmung für eine normale Entwicklung entscheidend ist. Hammell arbeitet nun mit Leemor Joshua-Tor, Professorin am CSHL und HHMI-Ermittlerin, zusammen, um weiter zu erforschen, wie die Uhrproteine im Laufe der Zeit miteinander interagieren. Das Verständnis dafür, wie das genetische Orchester die Entwicklung reguliert, könnte Erkenntnisse über die Komplexität der Entwicklung des menschlichen Gehirns liefern.
Einführung
Zusammenfassung: Der Professor Christopher Hammell vom Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) hat entdeckt, dass eine Gruppe von Molekülen zusammenarbeitet, um den zeitlichen Ablauf jeder Entwicklungsstufe beim Fadenwurm C. elegans zu regulieren, ähnlich wie bei zirkadianen Uhren beim Menschen. Diese Entdeckung könnte Einblicke in die Rolle der Zeit bei der Entwicklung anderer Tiere liefern.
Die Gruppe der Moleküle
Zusammenfassung: Zwei Proteine, NHR-85 und NHR-23, initiieren jede Entwicklungsstufe von C. elegans und aktivieren das microRNA lin-4, das die Entwicklung von Stammzellen kontrolliert. Die zeitliche Abfolge, Stärke und Dauer des Genausdrucks hängen von der Wechselwirkung zwischen NHR-85 und NHR-23 sowie einem anderen Protein namens LIN-42 ab, das jede Entwicklungsphase beendet.
Proteine NHR-85 und NHR-23
Zusammenfassung: NHR-85 und NHR-23 sind zwei Proteine, die eine wichtige Rolle bei der Initiierung jeder Entwicklungsstufe von C. elegans spielen. Ihre Wechselwirkung miteinander und mit anderen Proteinen, wie LIN-42, beeinflusst den zeitlichen Ablauf und die Dauer von Genausdrucksimpulsen.
Die Rolle von LIN-42
Zusammenfassung: LIN-42 ist ein Protein, das als Regulator fungiert, um jede Entwicklungsphase bei C. elegans zu beenden. Durch seine Wechselwirkung mit anderen Molekülen hilft es, präzise zeitliche Abläufe aufrechtzuerhalten und den Genausdruck während der Entwicklung zu kontrollieren.
Bildgebende Technik und Ergebnisse
Zusammenfassung: Professor Christopher Hammell und Wolfgang Keil entwickelten eine bildgebende Technik, um den Genausdruckzyklus bei C. elegans zu beobachten und zu messen. Durch ihre Experimente stellten sie fest, dass präzise zeitliche Abläufe für eine korrekte Entwicklung entscheidend sind.
Entwicklung der bildgebenden Technik
Zusammenfassung: Professor Christopher Hammell und Wolfgang Keil haben eine bildgebende Technik entwickelt, um den Genausdruckzyklus bei C. elegans zu untersuchen. Mit dieser Technik konnten sie den zeitlichen Ablauf und die Dauer des Genausdrucks während der Entwicklung beobachten und messen.
Wichtigkeit präziser Zeitabläufe
Zusammenfassung: Die Experimente mit der bildgebenden Technik zeigten die Bedeutung präziser zeitlicher Abläufe bei der Entwicklung von C. elegans. Eine korrekte zeitliche Abstimmung des Genausdrucks ist entscheidend für eine koordinierte und gesunde Entwicklung.
Weitere Untersuchungen
Zusammenfassung: Professor Christopher Hammell arbeitet mit Professorin Leemor Joshua-Tor vom CSHL und HHMI Investigator zusammen, um zu untersuchen, wie sich Uhrproteine im Laufe der Zeit gegenseitig beeinflussen. Diese Zusammenarbeit zielt darauf ab, das Verständnis dafür zu erweitern, wie das genetische Zusammenspiel die Entwicklung reguliert und Licht auf die Komplexität der menschlichen Gehirnentwicklung zu werfen.
Zusammenarbeit mit Leemor Joshua-Tor
Zusammenfassung: Professor Christopher Hammell und Professorin Leemor Joshua-Tor arbeiten zusammen, um ihr Verständnis dafür zu vertiefen, wie Uhrproteine in verschiedenen Entwicklungsstadien miteinander interagieren. Diese Zusammenarbeit hat das Potenzial, wertvolle Erkenntnisse über die Komplexität der Entwicklung des menschlichen Gehirns zu liefern.
Schlussfolgerung
Zusammenfassung: Die Entdeckung einer zirkadianen Uhr-ähnlichen Regulation der Entwicklung bei C. elegans sowie die Zusammenarbeit zwischen Professor Christopher Hammell und Professor Leemor Joshua-Tor eröffnen neue Möglichkeiten, um die Rolle der Zeit bei der Entwicklung und die Komplexität der Entwicklung des menschlichen Gehirns zu verstehen.
