Een al lang bestaand raadsel in neurodevelopment kan een zeer belangrijk geheim omhoog opgebracht hebben. Een team door wetenschappers bij de Medische Universiteit van Weill wordt geleid Cornell zegt zij hebben bepaald hoe de gebeurtenissen bij de eigenlijke uiteinden van ontwikkelende lange, magere axon van het neuron terug gentranscriptie in de verre kern die van de cel beïnvloeden.
De studie openbaarde ook het allereerstee bewijsmateriaal van een transcriptiefactor -- proteïnen die genactiviteit beïnvloeden -- het werken buiten de kern van de cel.
De bevindingen, in de 1 kwestie van Februari van de Biologie van de Cel van de Aard worden gepubliceerd, konden neurologen een veel beter inzicht in brengen hoe de zenuwcellen groeien en tijdens gezonde ontwikkeling verbinden, en hoe deze processen in neurologische ziekte verkeerd zouden kunnen gaan die.
„Wij hebben een proces waardoor de de groeikegel bij het ontwikkelende axon uiteinde zeer belangrijke signalen terug naar de celkern verzendt om de overleving van het neuron te verzekeren,“ verklaren hogere studieauteur Dr. Samie R. Jaffrey, verwante professor van farmacologie bij de Medische Universiteit van Weill Cornell gevonden. „Op deze wijze, ontwikkelt het menselijke zenuwstelsel zich in tijd, kiezend haalbare neurale wegen over neurologische „impassen. „Dit proces voorziet op het type van communicatie tussen de de groeikegel en de kern van een scharnier die wij nu.“ beschrijven
Zoals Dr. Jaffrey verklaart, draagt het ontwikkelende foetus vaak meer neuronen dan het na geboorte zal behouden. Deze pas gevormde neuronen sturen lange takken genoemd axons die specifieke doelstellingen zoeken -- een teen, bijvoorbeeld, of een nier of een oog. De laatste jaren, ontdekten de wetenschappers dat als axon zijn doel bereikt -- welke vele centimeters vanaf de kern kan zijn -- het betekenissen een signaal riep de factor van de zenuwgroei (NGF), die door doelweefsels wordt gemaakt.
„Meeste axons maken het nooit aan hun juiste bestemming en de neuronen weg op een voorgeprogrammeerde manier sterven,“ Dr. Jaffrey zegt. „Maar axons dat correct aan hun bestemmingen navigeert ontdekken NGF die aan het neuron „Nr „zegt“, hebt u het gemaakt, kunt u overleven. „In deze zeldzamere gevallen, leeft het neuron om een deel van het zenuwstelsel te worden.“
Maar hoe deze kritieke die informatie van de de groeikegel bij het uiteinde van axon terug naar het het bevelcentrum van de cel „,“ de kern wordt overgegaan wordt?
„Dat was het centrale geheim dat wij hebben willen om in dit werk verklaren,“ Dr. Jaffrey zegt.
Om dit te doen, onderzocht zijn team de kegels van de axonalgroei voor boodschappersRNA (mRNA) -- bits van genetisch materiaal dat helpt specifieke proteïnen produceren. Het team gebruikte een innovatieve nieuwe die techniek door studie hoofdauteur Dr. Llewellyn J. Cox, een post-doctorale onderzoeker in het laboratorium van Dr. wordt ontwikkeld Jaffrey's. Hij overhaalde axons om te groeien zodanig dat de wetenschappers aan steekproef mRNA in de de groei alleen kegels konden.
„Door dit te doen die, konden wij een bibliotheek van mRNA bouwen in die groeikegels wordt gevonden,“ Dr. Cox zei.
Het experiment bracht één grote verrassing op: een type van mRNA dat een transcriptiefactor veroorzaakt riep CREB.
Het „Vroegere onderzoek heeft elders dat CREB aan neuronenoverleving essentieel is,“ Dr. Jaffrey zegt aangetoond. „Maar niemand had ooit gedacht het in axon actief zou kunnen zijn.“
Het team gebruikte daarna scherp-rand fluorescente technologie aan spoorCREB activiteit in aanwezigheid van het „overlevingssignaal,“ NGF.
„Wij letten op CREB producerend in de de groeikegel en zagen het toen terug naar de kern reizen,“ Dr. Jaffrey zegt. „Dit was verbazend -- het stelde voor dat de axonally-samengestelde proteïne een rol in de kern, zeer over lange afstand kon weg hebben.“
Het is dit axonally geproduceerde CREB die zeer belangrijk schijnt te zijn aan het uitschakelen van het de zelfvernietigingsmechanisme van het neuron, zegt hij. „Axonal CREB gaat de kern in, waar het genuitdrukking veroorzaakt die ervoor zorgt dat het ontwikkelende neuron zal overleven,“ Dr. Jaffrey zegt.
Dit werd bevestigd in een recenter experiment waar het team selectief CREB mRNA van axons maar niet de rest van het neuron afschafte. „Toen dat gebeurde, stierven de neuronen, zelfs in aanwezigheid van NGF,“ Dr. Jaffrey zegt. „Dit bewijst dat axonal CREB, niet CREB in de kern, hier de belangrijkste speler.“ is
De bevindingen kunnen grote implicaties voor neurologie hebben die doorgaan. Eerst en vooral, werpen zij belangrijk nieuw licht op af hoe het complexe systeem van onderling verbonden neuronen zich in tijd ontwikkelt, en hoe de aberraties in deze axon-aan-kern verhouding die ontwikkeling zouden kunnen schaden.
„Wij zijn ook benieuwd of zou het type van fenomeen dat wij op andere punten in ontwikkeling, hebben waargenomen zoals kunnen voorkomen wanneer axons door weefsels navigeren om hun doelstellingen te vinden of wanneer axons bij doelstellingen aankomen en tot synapsen leiden -- de elektrochemische bruggen tussen neuronen, en de doelcellen,“ Dr. Jaffrey zeggen. „Dit onlangs ontdekte bezit van axon -- zijn capaciteit om zijn eigen functionele transcriptiefactoren te veroorzaken -- axons zou kunnen toestaan om met de kern door neurodevelopment te communiceren.“