Signalprotein styr tidig utveckling av fostrets sensoriska system

Forskare vid Umeå Universitet har upptäckt att ett signalprotein (bone morphogenetic protein eller BMP) både initierar och reglerar utvecklingen av lukt-, hörsel- och synsinnenas sensoriska celler. Dessutom spelar signalproteinet BMP en kritiskt viktig roll i utvecklingen av ögats lins och näthinna. Detta enligt en avhandling vid Umeå universitet.

– Vi har identifierat en BMP-reglerad mekanism för så kallad plakodinvaginering av blivande sensorisk vävnad, vilket är den förvandlingsprocess där cellvävnad böjs och formas till tredimensionella kopp-liknande strukturer (se bild), säger Vijay Kumar Jidigam, som är doktorand vid Umeå center för molekylär medicin (UCMM).
– För att förstå hur vi får de sinnen vi upplever världen genom är det viktigt att först förstå hur kroppens olika sorters sensoriska celler utvecklas under fosterutvecklingen.

Tillsammans med forskarkollegor vid UCMM har Vijay Kumar Jidigam studerat hur sensoriska cellerna formas genom plakodinvaginering för att skapa våra lukt-, hörsel- och synsinnen. De sensoriska systemen tillhör det perifera nervsystemet och bildas under fosterutvecklingen från ekodermet, vilket är ett tjockt lager celler i embryots yttre skikt. Strax efter det att ekodermet bildats får vissa celler en sensorisk identitet och påbörjar plakodinvaginering.

– Vi har studerat vilka signaler som är inblandade i plakodinvaginering för att se om det finns en övergripande reglerande molekylär mekanism för utvecklingen av alla olika sorters sensoriska plakoder eller om varje plakod kontrolleras av en egen mekanism. Vi fann att just signalproteinet BMP behövdes för att initiera den tredimensionella förvandlingen av plakoderna i lukt-, hörsel- och synsinnen, säger Vijay Kumar Jidigam.

Forskarna undersökte också hur lins- och näthinneceller utvecklas och hur de två samspelar under den tidiga fosterutvecklingen. Det visar sig att linsceller, som först behövde BMP-signaler för att utvecklas, efter plakodinvaginering blir oberoende av signalproteinet för sin vidareutveckling till färdiga linsceller.

– Intressant nog upptäckte vi också att om BMP-signaler inte fanns närvarande under fosterutvecklingen så utvecklade linscellerna karaktärsdrag som återfinns hos luktceller. Detta visar hur viktigt det är med korrekta signaler för att vi ska utveckla rätt sorts sensoriska celler, säger Vijay Kumar Jidigam.

Vijay Kumar Jidigam är från Indien. Han har en utbildningsbakgrund inom både bioteknik och molekylärbiologi.

Läs en digital publicering av avhandlingen

Om disputationen:
Fredagen den 20 maj försvarar Vijay Kumar Jidigam, Umeå center för molekylär medicin (UCMM), sin avhandling med titeln BMP - en viktig signalmolekyl för specificering och morfogenes av sensoriska strukturer (engelsk titel: BMP - a key signaling molecule in specification and morphogenesis of sensory structures.) Opponent: Professor Richard Lang, Visual Systems Groups, UC Department of pediatric, Cincinnati Children's Hospital. Huvudhandledare: Professor Lena Gunhaga.

Disputationen äger rum kl 9.00 i Sal B, Unod T9 (9:e våningen), Norrlands universitetssjukhus.

För mer information, vänligen kontakta:
Vijay Kumar Jidigam, Umeå center för molekylär medicin (UCMM), Umeå universitet
Telefon: 076-909 4579
E-post: vijay.kumar.jidigam@umu.se