Anslutning av att utveckla hjärnan är som att skapa en topiary trädgård. Buskar inte automatiskt anta formen av prydnads elefanter, och inte heller omogna nervceller omedelbart känner igen "rätt" target cellen.
Rikligt bladverk, antingen vegetabiliska eller neuronala, måste först gro och sedan skulpterade i en ordnad struktur.
Nervceller förlänga fibrer som kallas axoner till målceller i ett översvallande sätt - några gren till "fel" celler medan andra skjuter förbi sina målceller. Axon stycken som gick vilse degenererade, effektivt att vara "beskuren" tillbaka. Likaså när axoner våld är avskurna eller skadas allvarligt av sjukdom hos vuxna, dör de och tas bort av degeneration.
Forskare har spekulerat att samma molekylära saxar som används för att trimma axonet filialer i skadade vuxna axoner också göra det under normal utveckling beskärning. I ett kommande nummer av Neuron, lag vid Salk Institute for Biological Studies och Stanford University revidera detta begrepp, och därigenom föreslå hur nervfunktion kunde bevaras efter skada.
Samarbetet började när senior medförfattare Liqun Luo, PhD., Professor vid Stanford University och Howard Hughes Medical utredare, och Dennis DM O'Leary, professor i Salk molekylär neurobiologi Laboratory, co-skrev en recension om neurodegeneration. Av O'Leary, Luo säger: "När de bad mig att skriva denna recension jag funnit att hälften av dessa saker var startades av Dennis." O'Leary tillägger, "Vi hade en fantastisk tid att skriva över och det kläckt idén att kombinera våra idéer."
De kombinerade data som samlas in av Luo labb i fruitflies med experiment utförs i möss med O'Leary och co-lead författare Todd McLaughlin, en forskarassistent i O'Leary labbet.
När de är skurna, axoner på möss eller fruitflies degenererade snabbt. Men i så kallade Wlds möss upptäckte en naturligt förekommande mutant stam år sedan, är processen långsammare, eftersom möss gör ett mutant protein - så kallade Wlds - som hämmar degeneration.
Men den muterade Wlds proteinet inte hindrar ledningar processen att utveckla hjärnan. Hos nyfödda Wlds möss, som kallas axoner sträcker sig från nervceller (sk RGC: er) i näthinnan som en hjärna centrum överlägsen colliculi fortfarande genomgick sina normala beskärningen, observerade Salk forskare,
Dessa resultat visar att axonet degeneration efter skada eller utvecklingsstörning beskärning kräver olika aktiviteter. "Ytligt de ser likadana ut", säger O'Leary, "men våra studier visar att de är mekaniskt annorlunda, åtminstone i inledningsskedet."
Funderar detta kan vara åldersrelaterad, skär McLaughlin samma axoner på nyfödda Wlds möss och fann att degeneration har bromsats. "När jag såg RGC axoner i den överlägsna colliculi som dök morfologiskt perfekta fem dagar efter att de helt hade skilts från RGC: er, jag var glad", säger McLaughlin.