Cuộc tìm kiếm nguồn gốc của hệ thần kinh

Bộ não là một bí ẩn lớn của khoa học, và sự kì diệu của bộ não vẫn còn là một vùng đất chưa được khám phá hoàn toàn. GS Thomas Holstein và các cộng sự tại Centre for Organismal Studies đã công bố công trình của mình trên tạp chí Nature Communications vào ngày 23.12.2014 về các nghiên cứu trên Nematostella vectensis, một loài hải quỳ (sea anemone) thuộc Cnidaria family với 700 triệu năm tuổi. Hệ thần kinh của loài này đã được tổ chức thành một mạng lưới thần kinh sơ cấp (elementary nerve net) với các biểu hiện thái độ cơ bản cho sinh vật. 

Theo GS Holstein, nguồn gốc của các tế bào thần kinh đầu tiên phụ thuộc vào lộ trình tín hiệu Wnt/β-Catenin (Wnt/β-Catenin signal pathway). Ngoài ra, các nhà nghiên cứu còn tìm thấy một lộ trình tín hiệu khác trong quá trình hình thành hệ thần kinh (neurogenesis) ở hải quỳ. Đó là lộ trình Bmp. Đường tín hiệu này điều khiển sự tiến hóa của các loại tế bào dựa trên nồng độ protein, giống như ở Wnt, nhưng theo một chiều hướng khác. Trong khi Wnt kích thích sự hình thành trục cơ thể nguyên cấp (primary body axis) ở tất cả các động vật, thì Bmp liên quan đến sự hình thành trục cơ thể thứ cấp (secondary body axis) (lưng và bụng) ở các loài động vật có xương sống bật cao. Do đó, Bmp tạo ra một mẫu bất đối xứng của các loại tế bào thần kinh ở mạng lưới thần kinh phân tán của hải quỳ. 

GS Holstein rằng, sự tiến hóa của hệ thần kinh có liên quan mật thiết tới sự tiến hóa của trục cơ thể.

Huy Vũ

Đăng lần đầu ngày 24.12.2014

Nguồn Hình: Nature. Các vùng của phôi với sự thay đổi kích hoạt của β-catenin (đỏ) và Bmp (lam) và hệ thần kinh miệng (ONS) ở các giai đoạn khác nhau của phôi N. vectensis.

Bài Báo:

1. Sequential actions of β-catenin and Bmp pattern the oral nerve net in Nematostella vectensis
2. In search of the origin of our brain