ההיפותלמוס הוא אחד מאזורי המוח המורכבים ביותר במערכת העצבים המרכזית, והנוירונים שלו מגוונים מאוד ושולטים בהומאוסטזיס של גוף היונקים על ידי ויסות עצבים אוטונומיים, התנהגות אנדוקרינית ואינסטינקטיבית. ההיפותלמוס לא רק מבטיח הישרדות אינדיבידואלית על ידי ויסות האכלה אינדיבידואלית, מי שתייה, טמפרטורת הגוף, שינה, לחץ אוסמוטי ומקצב יממה, אלא גם שולט על התחלת ההתבגרות ויכולת הרבייה המינית כדי להבטיח רבייה של האוכלוסייה. למרות שיש לנו תובנה עמוקה לגבי האופן שבו ההיפותלמוס מווסת האכלה, שינה וטמפרטורת הגוף, המנגנון המעורב בוויסות התחלת ההתבגרות נותר לא ידוע, אשר רשום כאחד מ-125 האתגרים המדעיים החדישים ביותר על ידי המדע.
הצוות של וו צ'ינגפנג מהמכון לביולוגיה גנטית והתפתחותית, האקדמיה הסינית למדעים, והצוות שלו מבית הספר למדעי החיים, אוניברסיטת טסינגואה, פרסמו מאמר מחקר שכותרתו: פריסה היררכית של Tbx3 מכתיבה את הזהות של נוירוני KNDy ההיפותלמוס לשלוט בהתבגרות התחלה מקוונת בכתב העת Science Advances.
תוך כדי חשיפת המנגנון של תחילת התבגרות יונקים מנקודת מבט של תכנות התפתחותי, מחקר זה הציע גם פרדיגמה חדשה לפיה גורמי שעתוק מווסתים אוגנזה של שושלת עצבים, שיש לה משמעות התייחסות חשובה למחקרים תיאורטיים הבאים.
מחקרים גנטיים קודמים הראו שמוטציות בגורם השעתוק TBX3 עלולות לגרום לתסמונת אולנר-שדנית (UMS), המאופיינת בפגמים בהתפתחות השד והתפתחות לא תקינה של עצמות היד והאמה, אך הראוי לציון הוא העיכוב החמור של תחילת ההתבגרות בחולי UMS.
בעבודתו של הצוות של Wu Qingfeng, החוקרים מצאו ש-Tbx3 מגדיר תת-שושלת של ההיפותלמוס, ומווסת באופן חיובי את תהליך כינון הגורל העצבי ותחזוקתו כהמשך של קביעת גורל.
ברמת החי, פגמים בגנים של Tbx3 עיכבו באופן משמעותי את ההתבגרות, שיבשו את מחזורי השיער הנשי, ביוץ השחלות ואי פוריות, ו-Tbx3 ממלא תפקיד חשוב בביסוס ובשימור גורלם של נוירוני KNDy ההיפותלמוס (נוירונים מרכזיים המווסתים את התחלת ההתבגרות). ברמה המולקולרית, שני הצוותים מצאו כי Tbx3 מווסת את שעתוק הגנים באמצעות הפרדת פאזות כדי לגרום לביטוי נוירופפטיד. יש לציין שאף אחד מהמוטנטים המרובים של TBX3 שגורמים ל-UMS בבני אדם לא הצליח לעבור הפרדת פאזות יעילה, והם גם איבדו באופן משמעותי את היכולת לווסת את ביטוי הנוירופפטידים, מה שהותיר את החולים עם סימפטומים של התחלת התבגרות מאוחרת.
במחקרים התיאורטיים של הקמת שושלת היפותלמוס ונוירוגנזה, על ידי השוואת שני מסדי נתונים של תעתיקים חד-תאיים, מניפולציה מבוססת שושלת ומבוססת גנים, הממצא שגורלי גורל לא יכולים להתרחש רק באופן קלאסי תלוי שושלת, הגורל העצבי יכול גם להיות מווסתים בשתי דרכים בלתי תלויות בשושלת, הם נקראו בנפרד שימור תוך שושלת (שימור תוך שושלת, ILR) ואינטראקציה בין שושלת (אינטראקציה בין שושלת, ILI), שתי הגישות עשויות להיות מלוות גם בפיצוי בלתי תלוי בשושלת (שושלת- פיצוי עצמאי, LIC), יחד, הם קובעים את גורלם של הנוירונים במוח במהלך התפתחות המחלה.
איור: סקירת מחקר.א. מנגנוני קביעת גורל תלויי שושלת ובלתי תלויים בשושלת (ILR, שימור תוך שושלת; LIC, פיצוי בלתי תלוי בשושלת; ILI, אינטראקציה בין שושלת), ב. התקדמות מפתח שנעשתה ברמה המולקולרית, התאית ובעלי החיים (TF, גורם שעתוק; UMS, תסמונת השד האולנה)
הצופים ב-Reviereviews הסכימו במהלך תהליך הסקירה כי המחקר היה "מעניין מאוד, מעמיק, המשלב משאבי נתונים ומושגים מדעיים חדשים, שהושלם עם איכות וסטנדרטים גבוהים מאוד, וסביר להניח שיהיו לו השלכות חשובות על תחום ההתפתחות ההיפותלמוס".
לסיכום, מחקר זה לקח את המחקר הגנטי האנושי כנקודת הכניסה לחשוף את התהליך שבו רצף Tbx3 מסדיר את גורלם של נוירוני ה-KNDy ההיפותלמוס ולאחר מכן גורם לתחילת התבגרות, מה שמספק נקודת מבט חדשה על מנגנוני התכנות ההתפתחותיים של התחלת ההתבגרות. מאפננים הגורל ההיפותלמי הם אלמנטים רגולטוריים חשובים הקובעים את התפתחות הגורל הנוירוני, ואת הרשת הרגולטורית המרובה המורכבת שמאחוריהם עדיין כדאי לחקור.
