Puberty: Genetisk "On-Switch" lyser på varför tonåringar plötsligt blir kåta

Puberty är mest känd för en massiv ökning i sexrelaterade hormoner som börjar växa upp. Men lika bekant som vi är med den här plötsliga förändringen i livet, ingen är helt säker på vad som gör hela processen i rörelse. Ett papper släpptes i veckan i Elife, men föreslår en förklaring: en omkopplare i hjärnan som berättar kroppen är det dags att bli en vuxen.

Laura Pereira, Ph.D., en postdoktoral forskare vid Columbia University och medförfattare på det nya pappret har arbetat med biolog Oliver Hobert, Ph.D., för att visa att en handfull gener verkar som en genetisk omkopplare för puberteten i hjärnan, speciellt hos män.

Hon berättar Omvänd den puberteten är lika förvirrande för forskare som det är förvirrade tonåringar. "Jag tycker att det är mycket uppenbart från detta arbete och annat arbete hur lite vi vet om puberteten som har blivit en uppenbar fråga", säger hon. Lagets arbete med den transparenta masken Caenorhabditis elegans, bringar oss dock ett steg närmare förståelse för vad som hämtar uppstötningen av hormoner som gör puberteten så betydelsefull.

Aktivering av vissa gener hos han C. elegans, de hittade, uppmanade specifika mönster av manlig utveckling i hjärnan och också skiftade deras beteende för att vara inriktat bestämt mer mot kön. Teamet tror att dessa gener kan utgöra "on-switch" som ansvarar för den plötsliga ökningen av hormoner.

"Jag skulle vilja säga att vår studie pekar på den potentiella förekomsten av genetiska vägar uppför hormonfrisättning i hjärnan, säger Hobert, professor i Columbia-avdelningen för biokemi och molekylär biofysik, säger Omvänd. "Den hormonella kontrollen av puberteten är mycket väl förstådd och studerad, men mekanismer som sätter sådana hormonella kontrollaspekter i rörelse är mycket mindre väl förstådda."

Pereira fann att unga maskar uttrycker en gen som heter Lin-41. Men när de når en viss ålder, är den genen undertryckt och vissa neuroner börjar uttrycka en annan gen som heter Lin-29A. Det är då saker börjar förändras.Pereira märkte att hjärnorna hos manliga maskar som hade börjat uttrycka Lin-29A började utvecklas annorlunda: Deras neuroner tog en något annorlunda form än de som ses i yngre maskar, som hon kallar "ombyggnad av det manliga nervsystemet". Även Ännu viktigare, ändrade också hur de uppförde sig.

När deras neuroner började uttrycka denna nya gen började manliga maskar söker efter kompisar - som de inte gjorde under ungdomsfasen. Pereira märkte också att maskar som inte bära den genen inte visade samma beteenden.

"Det som vi vet är att det är när du blir en vuxen, och jag pratar så vanligt som möjligt för alla djurarter, du måste reproducera, säger hon. "Ungdomar är inte kompisar, så hjärnan är ombyggnad för att kunna styra beteenden som är vuxenspecifika, till exempel domstolen eller parning och föräldraskap", fortsätter hon.

Vad som är ännu mer intressant är att Lin-29A endast uttrycks i hjärnan till manlig maskar, som stöder tanken att manliga och kvinnliga hjärnor tar lite olika vägar mot vuxen ålder. Det är viktigt att Pereira fortfarande inte är säker på om det finns en Lin29A-motsvarighet i den kvinnliga hjärnan. Hon kallar det som en "öppen fråga".

Bortsett från att vi hjälper oss att förstå vad som hoppa över det obekväma, obekväma och spännande slutstadiet av barndomen, kan bättre kännetecknande av dessa minsta skillnader i ungdomsmaskutveckling i slutändan vara till hjälp för att förstå hur man behandlar vissa sjukdomar hos människor.

"Under pubertet uppstår många sjukdomar", säger Pereira, "så det är särskilt intressant att förstå hur hjärnan genomgår dessa förändringar och hur förändringarna också skiljer sig åt mellan de olika könen."