Un puzzle di lunga durata in neurodevelopment può rendere su un segreto chiave. Un gruppo piombo dagli scienziati all'Istituto Universitario Medico di Weill Cornell dice che hanno determinato come eventi ai suggerimenti stessi del neurone di sviluppo lungo, parte posteriore scarna della trascrizione del gene di influenza dell'assone nel nucleo distante delle cellule.
Lo studio egualmente ha rivelato la prova mai vista di un fattore di trascrizione -- proteine che influenzano l'attività di gene -- lavorando fuori del nucleo delle cellule.
I risultati, pubblicati nell'emissione del 1° febbraio di Biologia Cellulare della Natura, potrebbero portare a neuroscenziati molto meglio una comprensione di come le cellule nervose si sviluppano e connettono durante lo sviluppo sano e di come questi trattamenti potrebbero smarrirsi nella malattia neurologica.
“Abbiamo trovato un trattamento con cui il cono di crescita al suggerimento dell'assone di sviluppo invia i segnali chiave di nuovo al nucleo delle cellule assicurare la sopravvivenza del neurone,„ spieghiamo il Dott. senior Samie R. Jaffrey, professore associato dell'autore di studio di farmacologia all'Istituto Universitario Medico di Weill Cornell. “In questo modo, il sistema nervoso umano si sviluppa col passare del tempo, scegliendo le vie neurali possibili sopra “i vicoli ciechi neurologici. “Questo trattamento munisce di cardini il tipo di comunicazione fra il cono di crescita ed il nucleo che ora descriviamo.„
Come il Dott. Jaffrey spiega, il feto di sviluppo porta molte volte più neuroni che conserverà dopo la nascita. Questi neuroni formati di recente spediscono le filiali lunghe chiamate assoni che cercano gli obiettivi specifici -- un dito del piede, per esempio, o un rene o un occhio. Negli ultimi anni, gli scienziati hanno scoperto che come l'assone raggiunge il suo obiettivo -- quale possono essere molti centimetri a partire dal nucleo -- percepisce un segnale chiamato fattore di crescita del nervo (NGF), che è fatto dai tessuti dell'obiettivo.
“La Maggior Parte dei assoni non lo fanno mai alla loro destinazione adeguata ed i neuroni morire fuori in un modo preprogrammato,„ il Dott. Jaffrey dice. “Ma gli assoni che traversano correttamente alle loro destinazioni individuano NGF che “dice„ al neurone “No, voi lo hanno fatto, voi possono sopravvivere a. “In questi casi più rari, il neurone vive per trasformarsi in in parte del sistema nervoso.„
Ma come questi informazioni critiche ottengono passate dal cono di crescita al suggerimento dell'assone di nuovo al centro di comando delle cellule “,„ il nucleo?
“Che era il mistero che centrale abbiamo cercato di riordinare in questo lavoro,„ il Dott. Jaffrey dice.
Per agire in tal modo, il suo gruppo ha esaminato i coni di crescita axonal per il RNA messaggero (mRNA) -- bit di materiale genetico che contribuiscono a produrre le proteine specifiche. Il gruppo ha usato una nuova tecnica innovatrice sviluppata dal Dott. Llewellyn J. Cox, un ricercatore postdottorale dell'autore principale di studio nel laboratorio del Dott. Jaffrey. Ha persuaso gli assoni per svilupparsi in tal modo che gli scienziati potevano campionare il mRNA nei coni di crescita da solo.
“In tal modo, potevamo costruire una libreria del mRNA trovata in quei coni di crescita,„ il Dott. Cox ha detto.
L'esperimento ha reso una grande sorpresa: un tipo di mRNA che produce un fattore di trascrizione ha chiamato CREB.
“La ricerca Priore altrove ha indicato che CREB è essenziale alla sopravvivenza di un neurone,„ il Dott. Jaffrey dice. “Ma nessuno avevano pensato mai che potrebbe essere attivo nell'assone.„
Il gruppo dopo ha usato la tecnologia fluorescente di avanguardia per tenere la carreggiata l'attività di CREB in presenza “del segnale di sopravvivenza,„ NGF.
“Abbiamo guardato CREB che è prodotto nel cono di crescita e poi lo abbiamo veduto viaggiare di nuovo al nucleo,„ il Dott. Jaffrey dice. “Questo stava sbalordendo -- ha suggerito che la proteina axonally-sintetizzata potrebbe avere un ruolo nel nucleo, un assente molto interurbano.„
È questo CREB axonally prodotto che sembra essere chiave alla commutazione fuori dal neurone si autodistrugge il meccanismo, dice. “Il CREB axonal entra nel nucleo, in cui induce l'espressione genica che assicura che il neurone di sviluppo sopravviva a,„ il Dott. Jaffrey dice.
Ciò è stata confermata in un esperimento successivo dove il gruppo ha abolito selettivamente CREB mRNA dagli assoni ma non dal resto del neurone. “Quando quello è accaduto, i neuroni sono morto, anche in presenza di NGF,„ il Dott. Jaffrey dice. “Questo prova quel CREB, non CREB axonal nel nucleo, è l'attore chiave qui.„
I risultati possono avere grandi implicazioni per la neuroscienza che va in avanti. In Primo Luogo, fanno il nuovo indicatore luminoso importante su come il sistema complesso dei neuroni collegati si sviluppa col passare del tempo e su come le aberrazioni in questa relazione del assone--nucleo potrebbero alterare quello sviluppo.
“Egualmente stiamo domandando se il tipo di fenomeno che abbiamo osservato potesse accadere ad altri punti in via di sviluppo, come quando gli assoni traversano attraverso i tessuti per trovare i loro obiettivi o quando gli assoni arrivano agli obiettivi e creano le sinapsi -- i ponti elettrochimici fra i neuroni e le cellule bersaglio,„ il Dott. Jaffrey dice. “Questi beni recentemente scoperti dell'assone -- la sua capacità di produrre i sui propri fattori di trascrizione funzionali -- ha potuto permettere che gli assoni comunichino con il nucleo in tutto il neurodevelopment.„