Anzeige
The study is the first to use high-throughput sequencing to uncover active genes in developing brains, and it is likely the best evidence thus far for the activity in the brain of such a large number of genes.
The research results one day could lead to the development of drugs or gene therapies that treat neurological disorders such as autism and mental retardation. The research, which was led by Distinguished Professor of Biology Hong Ma and Associate Professor of Biology Gong Chen, will be published online in the Early Edition of the Proceedings of the National Academy of Sciences sometime during the week of 13 July 2009.
In this study, the team used a high-throughput technique to sequence millions of messenger-RNA molecules, which carry genetic information from DNA molecules to protein molecules. The researchers obtained the RNA from the brains of mice, which are an important model system for studying human biology. They found that over 16,000 genes -- more than half of the mouse's entire set of known genes -- are involved in the brain's development and functions. "The brain represents one of the most, if not the most, complex organs in a mammal's body," said Ma. "So we weren't surprised to find that the number of genes that are active in the brain is so high."
The researchers focused on two critical times during the development of a mouse's brain: embryonic day 18 (E18) and post-natal day 7 (P7). "These two time points represent major milestones during brain formation," said Ma. "Brain development in an 18-day-old embryo involves a significant amount of brain cells, or neurons. In contrast, brain development in a seven-day-old infant involves the formation of numerous connections between these neurons. Our goal was to determine which genes are active during these two critical times."
The scientists examined genes that correspond to the RNA molecules from the cortex of a mouse. "The cortex is the surface portion of the large brain that is responsible for most cognitive and sensory abilities," said Ma. The team found that over 3,700 of the 16,000 genes that they had identified have different levels of activity between the E18 and P7 time points. "This differential activity tells us about the differences in the brain at these two stages," said Ma. "For example, the genes that are active at E18, but not at P7, probably are important during E18. We get some support for this notion when we see that certain genes that already are known to be involved in cell division are actively expressed during E18, while other genes that are known to play a role in building the connections between neurons are much more active at P7."
Some of the genes that the researchers found in mice are known to be matched to the human genes that are involved in neurological disorders, such as Alzheimer's disease, autism, and some forms of mental retardation. "Our results can help to pinpoint the specific time during brain development when the genes related to certain diseases are active," said Ma. "This knowledge may help other scientists to develop drugs or gene therapies that can treat the diseases. For example, if a particular gene defect causes poorly constructed connections between certain neurons, a drug might be developed that enhances those connections to compensate for the gene defect."
Ma said his future research plans include looking at some of the genes to see whether they are important for the brain to be formed properly. Chen plans to investigate, specifically, how genes function in development disorders of the brain. This research was supported by Penn State, the National Institutes of Health, and the National Science Foundation.
[ Sara LaJeunesse ]
CONTACTS
Hong Ma: (+1) 814-863-6414, hxm16@psu.edu
Gong Chen: gongchen@psu.edu
Barbara Kennedy (PIO): (+1) 814-863-4682, science@psu.edu
Barbara K. Kennedy | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.psu.edu
www.science.psu.edu/alert/MaChen7-2009.htm
Weitere Berichte zu: Active > brain cell > brain's development > Cortex > DNA molecule > drugs > mental retardation > neurological disorders > RNA > RNA molecules > Science TV > synthetic biology
Wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese nachgewiesen
21.05.2012 | Universität Ulm
Hitting snooze on the molecular clock: Rabies evolves slower in hibernating bats
21.05.2012 | University of Georgia
Eine Forschungsgruppe der Universität Ulm hat einen neuartigen molekularen Schalter im Gehirn identifiziert, der eine wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese im Gyrus dentatus spielt, der Unterregion im Hippocampus, in der lebenslang Nervenzellen aus neuralen Stammzellen gebildet werden.
„Unsere Untersuchungen beschreiben erstmals einen neuen und letztlich unerwarteten Signalweg bei der Regulation der Neurogenese im Hippocampus“, sagt Professor Stefan Britsch, Direktor des Instituts für Molekulare und Zelluläre Anatomie, der die Arbeit dieser Tage gemeinsam mit Dr. Ruth Simon im international renommierten Fachblatt EMBO-Journal veröffentlicht. An dem von der Deutschen ...
Pest, Bakterienruhr und Cholera haben eines gemeinsam: Sie werden von Bakterien ausgelöst, die ihren Wirt mit einem ausgeklügelten Injektionsapparat infizieren.
Über nadelartige Strukturen spritzen sie molekulare Wirkstoffe in ihre Wirtszellen und überlisten so deren Immunabwehr. Forscher vom Göttinger Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie haben in Zusammenarbeit mit Kollegen am Berliner MPI für Infektionsbiologie und der University of Washington in Seattle (USA) jetzt die Struktur einer solchen Nadel im atomaren Detail ...
Mit rund 2,3 Millionen Euro finanziert die Europäische Technologieinitiative „Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking“ (FCH JU) die Entwicklung neuer Wasserstoff-Feststoffspeicher auf Basis von Borhydriden. Diese Verbindungen nehmen besonders viel Wasserstoff auf, die Tanks bleiben dadurch kompakt. Koordiniert wird das Projekt „Bor4Store“ vom Institut für Werkstoffforschung im Helmholtz-Zentrum Geesthacht.
Bei Preisen um 1,70 Euro pro Liter Treibstoff und den hohen Preisen für Heizöl sehnt sich so mancher Autofahrer, Hausbesitzer oder Mieter nach günstigen Alternativen. So viel ist sicher: Benzin und Heizöl werden zukünftig nicht billiger — auch weil unsere Erdölreserven knapper werden. Wissenschaft und Industrie setzen als eine mögliche ...
Einem Bayreuther Forschungsteam gelingt die biomimetische Herstellung von Eierstielen – mit weitreichenden Anwendungsperspektiven für die Industrie
Was am seidenen Faden hängt, ist vor Feinden sicher. Nach diesem Prinzip schützen die Florfliegen ihren Nachwuchs, wenn sie ihre Eier an selbst produzierten, hochgradig belastbaren Seidenfäden herabhängen lassen. Diese Eierstiele künstlich nachzubauen, ist jetzt erstmals einem Team um Prof. Dr. Thomas Scheibel und Dipl.-Biol. Felix Bauer an der Universität ...
Das Labor für Umweltmesstechnik der Fachhochschule Düsseldorf unter der Leitung von Prof. Dr. Konradin Weber hat zusammen mit der Dürener Firma TIB Infrared Solutions einen ausgedehnten Forschungsflug zur ELGIN-Gasbohrinsel in der Nordsee zwischen Schottland und Norwegen unternommen.
Bei der Bohrinsel war am 25. März 2012 ein Gasleck entstanden, bei dem große Mengen von Methan-Gas austraten. Aufgrund einer befürchteten Explosionsgefahr wurde daraufhin eine drei Meilen umfassende Sperrzone rings um die Bohrinsel errichtet.
Wegen der Dringlichkeit durch mögliche Umweltgefährdungen erhielten die Düsseldorfer Wissenschaftler eine Einfluggenehmigung für die Sperrzone und ...
Anzeige
Anzeige

Wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese nachgewiesen
21.05.2012 | Biowissenschaften Chemie
AUTOMATICA 2012 eröffnet mit Hallenzuwachs
21.05.2012 | Messenachrichten
University of Nevada, Reno, scientists design indoor navigation system for blind
21.05.2012 | Informationstechnologie
Faktor Mensch in der Automobil-Produktion
21.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
TU9-Universitäten bei der 64. NAFSA-Konferenz 2012 in Houston, Texas (USA)
21.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Deutscher Ärztetag tagt in Nürnberg
21.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten