Ученые Аризонского университета нашли малоизвестный механизм, что устанавливает полярность в развитии нервных клеток. Познание, как нервные клетки устанавливают связи, есть серьёзным шагом в развитии лечений для повреждения нервов, следующего из повреждений спинного мозга либо нейродегенеративных болезней, таких как заболевание Альцгеймера.
В изучении, опубликованном 12 августа в издании Proceedings Национальной академии наук, докторант UA Сара ее советник и Паркер, доцент клеточной и молекулярной медицины Sourav Ghosh, информируют, что ответ, которое будет «плюс» и «минус» финиш в новорожденной нервной клетке, принято долгим и маленькой версией той же самой сигнальной молекулы.Нервные клетки – либо нейроны – отличаются от многих вторых клеток их весьма асимметричной формой: Неизвестно напоминая дерево, у нейрона имеется одно продолжительное, подобное стволу расширение, заканчивающееся в пучке аналогичных корню щетин.
Это именуют аксоном. От противоположного финиша клеточного тела выращивают подобные отделению структуры, известные как дендриты. Соединяя «отделения» их дендритов к «кончикам корня» аксонов вторых нейронов, нервные клетки формируют сети, каковые смогут быть столь несложными как пара связей, вовлеченных в отражение коленного рефлекса либо столь же сложных как те в людской мозгу.
ее команда и Паркер нашли, что эмбриональные нервные клетки создают узнаваемый сигнальный фермент называющиеся Нетипичная Киназа Белка C (aPKC) в двух вариантах: во всю длину и усеченный. Оба варианта соперничают, дабы связать того же самого молекулярного партнера, белок по имени Par3. В случае если краткая форма aPKC разделяет на пары с Par3, это говорит клетке выращивать дендрит, и в случае если долгий поделит на пары с Par3, это сделает аксон вместо этого.В то время, когда исследователи остановили выработку краткой формы, нервная клетка вырастила никакие дендриты и многократные аксоны.
В то время, когда они создали неестественное изобилие краткой формы, дендриты сформировались за счет аксонов. Студент бакалавриата UA Софи Хэпэк выполнила многие опыты, показывающие, как эти две изоформы соперничают за Par3.
«Мы показываем, что проводка нейронной схемы намного более сложна, чем ранее идея», сообщил Гош. «У процесса имеется встроенная надежность, которая очевидно определяет, какая часть клетки ‘хорошая’ и что ‘отрицателен’».«Дабы иметь функционирующую нейронную схему, у Вас должны быть отправка и получение финишей», сообщил Паркер. «Первоначально, в то время, когда нейрон организован, он испытывает недочёт в полярности, в которой он испытывает недостаток, когда он начинается в часть схемы. Механизм, что мы нашли, устанавливает ту полярность».«Как разные отделы головного мозга телеграфированы, основание чувства, памяти и всех познавательных функций», сообщил Гош, что есть членом Университета BIO5 UA. «Установление нейронной полярности в единственных нейронах полностью нужно для нейронных схем сформироваться».
«В случае если мы понимаем данный механизм, мы имели возможность бы думать о способах, дабы поощрить новые аксоны по окончании того, как уникальные были разъединены при травмирующем повреждении спинного мозга, к примеру», сообщил Гош.Результаты бросают вызов бытующей точке зрения, которое говорит, что развивающийся нейрон сделает дендриты по умолчанию, если не проинструктировано долгой формой aPKC, дабы сделать аксон вместо этого.
Выращивая и изучая нейроны сразу после того, как они сформировались, ее группа и Паркер нашли, что обе формы aPKC, долгого и маленького, первоначально распределены одинаково везде по клетке. Эти формы потом выделяются в разные части клетки, потому, что нейрон назревает и устанавливает полярность.
Потому, что клетки были изолированы от мозгов крысы и сохранены в культуре, исследователи имели возможность показать, что никакие внешние подсказки от вторых клеток не нужны, дабы проинструктировать развивающийся нейрон. есть ли учреждение полярности вероятностным процессом либо играются ли другие сигналы все же, дабы быть определенными роль в регулировании изобилия двух aPKC вариантов, не известен.Финансируемый стипендией и Национальными Институтами Здоровья, присужденной Паркеру Вознаграждениями Успеха за College Scientists Foundation, Inc., это изучение следовало из сотрудничества трех отделов UA – клеточная и молекулярная медицина, физиология и фармакология.