दो शुरुआती कोशिका-समूह मस्तिष्क के भावी क्षेत्रों को चिह्नित करते हैं

मस्तिष्क के पहचानने योग्य आकार लेने से पहले ही कोशिकाओं के दो समूह अपनी पहचान और क्षेत्रीय नियति में अलग दिखाई देते हैं। चूहे की गैस्ट्रुलेशन अवस्था में वैज्ञानिकों ने Otx2 से जुड़ा एक समूह पाया, जिसका संबंध अग्रमस्तिष्क और मध्यमस्तिष्क से था, तथा Gbx2 से जुड़ा दूसरा समूह पाया, जिसका संबंध पश्चमस्तिष्क से था। Nature Neuroscience में 18 सितंबर को प्रकाशित अध्ययन के अनुसार, दोनों एक ही समय पर दिखाई देते हैं और एक-दूसरे से ओवरलैप नहीं करते।

यह नतीजा तंत्रिका तंत्र की शुरुआत समझाने के लिए पारंपरिक रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले क्रम को संशोधित करता है। न्यूरल एक्टोडर्म, यानी वह भ्रूणीय ऊतक जिससे यह तंत्र बनेगा, पहले एक ऐसे एकल क्षेत्र के रूप में वर्णित था जो बाद में बंटता है। नए आंकड़े बताते हैं कि एक महत्वपूर्ण क्षेत्रीय अंतर प्रोजेनिटर कोशिकाओं के दो समूहों में पहले ही पहचाना जा सकता है। ये ऐसी पूर्वज कोशिकाएं हैं जिनसे बनने वाली संभावित संततियों की सीमा संकरी होने लगी है।

इस उत्पत्ति का पता लगाने के लिए टीम ने चूहे के भ्रूणों की कोशिकाओं में आनुवंशिक चिह्न लगाए और देखा कि उनकी संतति बाद में कहां दिखाई दी। इस कार्रवाई ने हर शुरुआती चिह्न को अंतिम स्थान से जोड़ा: अग्र समूह ने अग्रमस्तिष्क और मध्यमस्तिष्क में योगदान दिया, जबकि पश्च समूह ने पश्चमस्तिष्क के हिस्से बनाए। इसलिए निष्कर्ष केवल किसी क्षण Otx2 या Gbx2 की मौजूदगी पर नहीं, बल्कि भ्रूणीय कोशिकाओं से उनकी व्युत्पन्न कोशिकाओं तक दर्ज किए गए मार्ग पर आधारित है।

प्रमाण की एक और परत क्रोमैटिन—DNA की वह व्यवस्था जो तय करती है कि कौन-से हिस्से उपयोग के लिए उपलब्ध होंगे—और कोशिकीय नियामक नियंत्रणों से मिली। दोनों समूहों ने अलग अवस्थाएं दिखाईं, जो उनकी नियति पर अलग-अलग सीमाओं के अनुरूप थीं। मुर्गी, जेब्राफिश और एकॉर्न वर्म में मिले समान पैटर्न ने गहरे विकासवादी संरक्षण की परिकल्पना को समर्थन दिया; लगभग 550 मिलियन वर्ष की अनुमानित प्राचीनता तुलनात्मक अनुमान ही है, प्रत्यक्ष अवलोकन नहीं।

इसके बाद शोधकर्ताओं ने इस क्षेत्रीय मानचित्र का उपयोग मानव प्लुरिपोटेंट स्टेम कोशिकाओं पर प्रयोग की योजना बनाने में किया। उन्होंने संवर्धन में दिए जाने वाले संकेतों को समायोजित किया ताकि पश्च पहचान को बढ़ावा मिले, और पश्चमस्तिष्क के अनुरूप मोटर न्यूरॉन प्राप्त किए। खंडीय चिह्नकों ने इस क्षेत्र के विशिष्ट भागों से समानता दिखाई, जबकि एक्शन पोटेंशियल ने बताया कि बनी हुई कोशिकाएं विद्युत गतिविधि करने में सक्षम थीं।

अग्र और पश्च उत्पत्ति का अंतर मस्तिष्क-तना रोगों के अधिक यथार्थ प्रयोगशाला मॉडल बनाने की कोशिश के लिए एक साधन देता है, लेकिन इस लाभ की पुष्टि अभी रोग-मॉडलों में होनी बाकी है। मानव कोशिकाओं में प्रदर्शन केवल in vitro हुआ, और वंशावली के मुख्य प्रमाण पशुओं से आए। अध्ययन एक संशोधित भ्रूणीय मानचित्र और आशाजनक प्रयोगात्मक रणनीति प्रस्तुत करता है, कोई उपचार या चिकित्सकीय उपयोगिता का प्रमाण नहीं।