CC BY
0УДК 611.81.013
ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ ГЕНА SH3GL2 В НЕЙРОГЕНЕЗЕ
DOI 10.24412/CL-37228-2024-80-82
A. О. Моторина1, М. С. Гавриш1, С. А. Тутукова1,
B. С. Тарабыкин2
'Научно-исследовательский институт нейронаук, Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия 2Институт клеточной биологии и нейробиологии,
Медицинский университет Шарите, Берлин, Германия E-mail: a_motorina99@mail.ru
Аннотация. Изучив локализацию экспрессии гена Sh3gl2 в коре головного мозга мышей линии C57B1/6 на разных стадиях эмбрионального развития, мы провели нокаут гена с помощью технологии CRISPR/Cas9. При нокауте гена Sh3gl2 в развивающейся коре происходит задержка нейронов преимущественно в нижних слоях коры.
Ключевые слова: нейрогенез, транскрипционные факторы, in situ гибридизация, CRISPR/Cas9.
Понимание того, как развивается мозг во время эмбриогенеза, представляет собой важный вопрос современной нейробиологии
[2]. Нейрогенез следует последовательным, организованным клеточным и молекулярным шагам, которые управляются генетическими механизмами для создания органа для выполнения сложных вычислительных задач более высокого уровня, таких как познание, память, эмоции, язык и поведение [4]. Нарушение любого из них может приводить к широкому спектру пороков с различной морфологией коры, генетической или внешней этиологией, родственными синдромами и клиническими проявлениями [1]. Поэтому так важно искать и изучать гены, которые оказывают влияние на кор-тикогенез. В процессах регуляции развития мозга особое место занимают транскрипционные факторы семейства Neurod — Neurodl, Neurod2 и Neurod6. Они играют ключевую роль в процессах диф-ференцировки, миграции, выживания и спецификации нейронов
[3]. Одной из потенциальных мишеней Neurod является ген Sh3gl2. В связи с этим наш интерес был обращен к нему.
Ген Sh3gl2 кодирует белок эндофилин-А1, который участвует в быстром клатрин-независимом эндофилин-опосредованном эн-доцитозе, что является основным путем рециклинга синаптиче-ских везикул. Чтобы изучить локализацию экспрессии гена Sh3gl2 была проведена гибридизация in situ в срезах на стадиях e12.5, е15.5 и е18.5. Мы обнаружили сильную экспрессию Sh3gl2 в популяции нейронов нижних слоев в мозге мышей линии C57B1/6 на всех стадиях, которая достигает своего пика к е18.5, что было подтверждено иммуногистохимическим анализом.
Для выявления роли гена Sh3gl2 в процессах нейрогенеза был проведен нокаут гена с использованием технологии CRISPR/Cas9. Генетический конструкт был введен в нейрональные клетки-предшественники эмбрионов мышей линии C57B1/6 на е13.5 с помощью in utero электропорации. На сроке e18.5 было продемонстрировано, что нокаут гена Sh3gl2 приводит к задержке нейронов преимущественно в нижних слоях коры, что свидетельствует о нарушении миграции.
В заключение стоит отметить, что идентификация генов-мишеней транскрипционных факторов Neurod и регулируемых ими каскадов позволит понять процессы, лежащие в основе нейрогене-за и миграции нейронов, что послужит фундаментом для создания новых методов пренатальной диагностики и терапии.
Исследование выполнено при финансовой поддержке
Министерства науки и высшего образования Российской Федерации
(грант № FSWR-2023-0029).
Список литературы
1. Guerrini R., Dobyns W. B. . Malformations of cortical development: clinical features and genetic causes // The Lancet Neurology. — 2014. — Vol. 13 (7). — P. 710-726.
2. Marshall J. J., Mason J. O. Mouse vs man: Organoid models of brain development & disease // Brain Research. — 2019. — Vol. 1724.
3. Tutukova S. , Tarabykin V., Hernandez-Miranda L. R.. The Role of Neurod Genes in Brain Development, Function, and Disease // Frontiers in Molecular Neuroscience. — 2021. — Vol. 14.
4. Zhou Y., Song H., Ming G. Genetics of human brain development // Nature Review Genetics. — 2024. — Vol. 25. — P. 26-45.
STUDYING THE ROLE OF THE SH3GL2 GENE IN NEUROGENESIS
Abstract. After studying the localization of Sh3gl2 gene expression in the cerebral cortex of C57B1/6 mice at different stages of embryonic development, we performed a gene knockout using CRISPR/Cas9 technology. When the Sh3gl2 gene is knocked out in the developing cortex, neurons are delayed mainly in the lower layers of the cortex.
Key words: neurogenesis, transcription factors, in situ hybridization, CRISPR/Cas9.
