Een langdurige puzzel in neurologische ontwikkeling kan hebben opgeleverd een sleutel geheim.
Een team onder leiding van wetenschappers van Weill Cornell Medical College zegt dat zij hebben vastgesteld hoe de gebeurtenissen op zijn toppen van de duur van de te ontwikkelen neuron's, mager axon gentranscriptie weer van invloed zijn in het verre van de cel kern.
De studie bleek ook de allereerste bewijs van een transcriptiefactor - eiwitten die de activiteit van genen beïnvloeden - het werken buiten de kern van de cel.
De bevindingen, gepubliceerd in het 01 februari nummer van Nature Cell Biology, kon brengen neurowetenschappers een veel beter begrip van hoe zenuwcellen groeien en sluit tijdens de gezonde ontwikkeling, en hoe deze processen een dwaalspoor zou kunnen gaan in de neurologische ziekte.
"We hebben een proces waarbij de groei kegel aan het uiteinde de zich ontwikkelende axon stuurt de sleutel signalen terug naar de celkern om ervoor te zorgen het neuron het overleven van gevonden", legt senior auteur van de studie Dr Samie R. Jaffrey, hoogleraar farmacologie aan Weill Cornell Medical College . "Op deze manier, het menselijke zenuwstelsel ontwikkelt zich na verloop van tijd, het kiezen van levensvatbare zenuwbanen meer neurologische 'dood eindigt." Dit proces hangt af van de aard van de communicatie tussen de groei conus en de kern die we nu beschrijven. "
Zoals Dr Jaffrey legt uit dat de zich ontwikkelende foetus draagt vele malen meer neuronen dan zal behouden na de geboorte. Deze nieuw gevormde neuronen sturen lange takken genaamd axonen die specifieke doelen willen - een teen, bijvoorbeeld, of een nier of een oog. In de afgelopen jaren, ontdekten wetenschappers dat als de axon bereikt zijn doel - die weg kunnen vele centimeters worden van de kern - het voelt een signaal genaamd zenuw groeifactor (NGF), die is gemaakt door doelweefsels.
"De meeste axonen nooit te maken naar de juiste bestemming en de neuronen sterven af in een voorgeprogrammeerde manier," Dr Jaffrey zegt. "Maar de axonen die goed navigeren naar hun bestemming te detecteren NGF, die 'zegt' het neuron 'Nee, je hebt het gemaakt, je kunt overleven." In deze zeldzamer gevallen, het neuron leven aan gaan uitmaken van het zenuwstelsel. "
Maar hoe werkt deze kritische informatie te krijgen doorgegeven van de groei kegel aan het uiteinde van de axon terug naar de cel "commandocentrum", de kern?
"Dat was het centrale mysterie we zochten om duidelijk in dit werk," Dr Jaffrey zegt.
Om dit te doen, zijn team onderzocht axonale groei kegels voor messenger RNA (mRNA) - stukjes genetisch materiaal die helpen om specifieke eiwitten. Het team gebruikte een innovatieve nieuwe techniek, ontwikkeld door studie hoofdauteur dr. J. Llewellyn Cox, een postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Dr Jaffrey's. Hij overgehaald axonen om te groeien in een zodanige wijze dat de wetenschappers in staat waren om mRNA monster in de groei kegels alleen.
"Door dit te doen, konden we een bibliotheek van mRNA te vinden in de groei kegels te bouwen," Dr Cox gezegd.
Het experiment leverde een grote verrassing: een type van mRNA dat een transcriptie factor genaamd CREB produceert.
"Voorafgaand onderzoek elders blijkt dat CREB essentieel is voor neuronale overleving," Dr Jaffrey zegt. "Maar niemand had ooit dacht dat het actief zijn in de axon."
Het team volgende gebruikt cutting-edge TL-technologie om de activiteit van CREB track in de aanwezigheid van de "survival signaal," NGF.
"We keken CREB wordt geproduceerd in de groei kegel en toen zag het reizen terug naar de kern," Dr Jaffrey zegt. "Dat was verbazingwekkend - gesuggereerd dat de axonally gesynthetiseerde eiwitten kunnen een rol spelen in de kern, een zeer lange afstand te hebben."