Znanstveniki so odkrili molekulo, ki nadzira usodo zrelih senzoričnih nevronov

Znanstveniki na Salk inštitutu so ugotovili, da je vloga nevronov, ki so odgovorni za posebne naloge, v katerem so možgani bolj prilagodljiva kot prej mislil.

S preučevanjem senzoričnih nevronov pri miših, ekipa znanstvenikov je ugotovila, da lahko spremembe v eni molekuli povzroči preusmeritev nevronov. Na primer, nevron, prvotno namenjen za obdelavo zvoka ali taktilno občutkov, ampak začne sodelovati v procesu vizije.

Sosednje nevronov v talamusu, prikazane med tvorbo vezi z vidne skorje (rdeča) in somatosenzorični korteks. vidne telesnih celic (celice, ki so podobne zvezde v spodnjem desnem) in aksonov (procesi dol)

To odkritje, objavljeno 11. maja 2015 v reviji PNAS, lahko pomaga nevroznanstveniki bolje razumeli, kako se možgani kodiran molekularno strukturo. To je lahko tudi pot za profilakso ali zdravljenje človeških bolezni (kot so avtizem), pri katerih so pomembni odmiki možganskih struktur.

"Odkrili smo, nepričakovan mehanizem, ki zagotavlja neverjetno plastičnost možganov v senzoričnih nevronov čas zorenja," - je dejal prvi avtor študije Andreas Zembritski, višji sodelavec na Salk inštitutu.

Ta mehanizem - transkripcijski faktor imenuje Lhx2, - ki je inaktiviran v nevronih se lahko uporabi za vklop ali izklop gen za spremembo funkcije senzoričnih nevronov pri miših. Znano je bilo, da je Lhx2 dejavnik prisoten v mnogih drugih vrst celic, ne samo v možganih, in da je treba za razvoj delov ploda telesa. Brez faktorja Lhx2 živali ponavadi umre v maternici. Vendar pa ni znano, kaj Lhx2 dejavnik vpliva tudi na celice po rojstvu.

"Ta proces se zgodi, ko se nevron zori in ne bo več razdeljen. Mi ni zavedal, dokler te študije, relativno se zreli nevroni mogoče reprogramirati na ta način, - pravi glavni avtor Dennis O'Leary, profesor na Salk inštitutu in lastnik oddelka Vincent J. Coates v molekularni nevrobiologije .. - To odkritje ponuja nova spoznanja o tem, kako ustvariti možganov arhitekturo in potencialno terapevtski pristop, ki vpliva na to strukturo ".

V možganskih sosednje celice skorje prikazana med oblikovanjem spojin s vidne skorje (rdeče barve) in somatosenzorični korteks (zelena)

Znanstveniki verjeli, da je nevroni pri načrtovanju trenuten postopek. Mislili so, da so izvorne celice, ki ustvarjajo nevronov, saj so njihove funkcije programirati, ko so zreli. Čeprav je res, da se je skupina znanstvenikov ugotovila, da potrebuje še eno komponento: Lhx2 transkripcijski faktor v zrelih nevronov, ki v končni fazi nadzoruje usodo nevronov.

V študiji na miših, so znanstveniki manipulirali faktor Lhx2, ustvariti "stikalo" nevronov usoda kmalu po rojstvu (če so nevroni miško v celoti oblikovana in se šteje zrel). Raziskovalci so ugotovili, kako Lhx2 dejavnik nadzorovanih navodilih nevronov, danih v enem področju, na dotik ročaj druge čutne informacije, s čimer širi eno področje na račun drugega. Znanstveniki še vedno ne vedo, da lahko obvladuje z Lhx2 dejavniki omogočajo nevroni spremeniti svojo funkcijo v celotnem življenju organizma.

"Ta študija dokaže, da so možgani zelo plastična, se odziva na genetsko in epigenetske vplivom po rojstvu - O'Leary je dejal. - Pred klinično uporabo odkritij v primeru možganskih bolezni je še vedno daleč, zdaj pa imamo nov način razmišljanja o tem. "

Miš zarodka predmožganskih prikazuje gensko spremenjeni nevronov v neocortex (oranžna / rumena). Skorje zarodnih celic in nevronov v drugih predelih možganov ostala nespremenjena.

"Ker je bila ta raziskava opravljena na miših, ne vemo, časovni okvir, v katerem bo Lhx2 dejavnik delo z ljudmi, vendar vemo, da se je po rojstvu nevronov v možganih otroka še ni odločilo o končni funkcijo - so še vedno v razvoju povezave med njimi. To bi trajalo več let "- Zembritski dejal.

"Kljub temu, bi to odkritje prispevalo k uspehu zgodnje intervencije v nekaterih zelo majhnih otrok z diagnozo avtizma - dodano Zembritski. - Razvoj medsebojnih povezav v možganih se določi tako genetsko in pod epigenetske vplivom okolju in zgodnje intervencije, ki preprečuje nastanek nepravilnih povezav je lahko zgled konvergenčnih genetskih in epigenetskih mehanizmov, ki so pod nadzorom Lhx2 faktor ".