Naučnici su otkrili molekulu koja kontroliše sudbinu zrele senzornih neurona

Naučnici na Salk Institute su otkrili da je uloga neuroni koji su odgovorni za posebne zadatke u mozgu je fleksibilnija nego što se ranije mislilo.

Proučavajući senzornih neurona u miševa, tim naučnici su otkrili da promjene u jednom molekula može izazvati preorijentaciju neurona. Na primjer, neurona, izvorno dizajniran za obradu zvuka ili taktilnih senzacija, već počinje da učestvuju u procesu vida.

Susjednih neurona u talamus prikazan prilikom formiranja veze sa vizuelnom korteksu (crvena) i somatosenzornog korteks. vidljive tjelesne ćelije (ćelije, slično kao zvijezda na dnu desno) i aksona (procesi padaju)

Ovo otkriće, objavljenim u maju 11, 2015. godine u časopisu PNAS, može pomoći neurolozi bolje razumjeti kako mozak kodiran molekularne arhitekture. To također može pružiti put za profilaksu ili liječenje ljudskih bolesti (kao što je autizam), na kojem su značajna odstupanja od moždane strukture.

"Otkrili smo neočekivan mehanizam koji pruža neverovatan plastičnost mozga u senzornim neuronima periodom zrenja," - rekao je prvi autor studije Andreas Zembritski, viši saradnik na Salk Institute.

Ovaj mehanizam - faktor transkripcije zove Lhx2, - koja je inaktivirano u neurona može se koristiti za omogućavanje ili onemogućavanje gen za promjenu funkcija senzornih neurona u miševa. Znalo se da je faktor Lhx2 je prisutna u mnogim drugim vrstama ćelija, a ne samo u mozgu, a to je potrebno za razvoj delova fetalnog tijela. Bez faktor Lhx2 životinje obično umiru u maternici. Međutim, nije bilo poznato šta faktor Lhx2 utiče i na ćelije nakon rođenja.

"Ovaj proces se događa kada neuron sazrijeva i više nije podijeljena. Nismo znali sve do ovog istraživanja, relativno zrela neurona može se reprogramirati na ovaj način, - kaže jedan od autora Dennis O'Leary, profesor na Salk Institute i vlasnik Odjela za Vincent J. Coates u molekularnoj neurobiologije .. - Ovo otkriće pruža nove uvide o tome kako stvoriti mozak arhitekturu i potencijalni terapeutski pristup koji utječe na ove strukture ".

U cerebralni korteks susjednih ćelija prikazana u toku stvaranja jedinjenja sa vizuelnog korteksa (crvena boja) i somatosenzornog korteks (zelena)

Naučnici vjerovao da neuroni u programiranju je trenutni proces. Oni su mislili da su matične ćelije koje stvaraju neuroni, kao njihove funkcije su programirani, kada su zrele. Iako je istina, tim naučnika je otkrila da je potrebno još jedna komponenta: Lhx2 faktor transkripcije u zrelim neurona, što u konačnici kontrolira sudbinu neurona.

U studiji na miševima, naučnici su manipulisali faktor Lhx2, da se stvori "prekidač" neurona sudbina ubrzo nakon rođenja (kada su potpuno formirane neuroni miša i smatraju zrele). Istraživači primetio kako Lhx2 faktor Controlled instrukcije neurona smještena u jednim dodirom polju rukovati drugih senzornih informacija, proširujući tako jedno područje na račun drugog. Naučnici još uvijek ne znaju, da bi mogli kontrolirati sa Lhx2 faktori omogućavaju neurona da promijene svoje funkcije tokom trajanja organizma.

"Ova studija pruža dokaze da je mozak vrlo plastični, odgovara na genetske i epigenetički utjecaj nakon poroda - rekao je O'Leary. - Prije klinička primjena otkrića bolesti mozga je još daleko, ali sada imamo novi način razmišljanja o tome ".

Miš embrionalnih prednjeg mozga pokazuje genetski modificiranih neurona u neokorteks (narančasta / žuta). Kortikalni matičnih ćelija i neurona u drugim dijelovima mozga ostao nepromijenjen.

"Kao što je ova studija je provedeno na miševima, ne znamo vremenski okvir u kojem će faktor Lhx2 raditi kod ljudi, ali znamo da je nakon rođenja neurona u mozgu djeteta još nije odlučio o njegovom konačnom funkcija - oni su još uvijek u razvoju vezu između njih. To bi moglo potrajati godinama "- rekao je Zembritski.

"Ipak, ovo otkriće moglo doprinijeti uspjehu rane intervencije u nekim vrlo mala djeca dijagnosticiran autizam - dodao je Zembritski. - Razvoj interkonekcija u mozgu da se izabere i genetski i pod epigenetskom uticajem okolinu i rane intervencije koji sprečava stvaranje pogrešnog povezivanja može biti primjer konvergentne genetskih i epigenetskom mehanizama koji su pod kontrolom Lhx2 faktora ".