Ett longstanding pussel i neurodevelopment kan ha givit upp en nyckel- hemlighet. Ett lag ledde vid forskare på Weill Cornell Medicinska Högskolanågot att säga som de har beslutsamt hur händelser på tippar mycket av den långa framkallande neuron'sen, mager baksida för transkription för axonaffektgen i cellens avlägsna nucleus.
Studien avslöjde också första-någonsin bevisar av en transkription dela upp i faktorer -- proteiner den påverkangenaktivitet -- arbete utanför cells nucleus.
Rönet som publiceras i Feb.en 1 utfärdar av NaturCellBiologi, kunde komma med neuroscientists en mycket bättre överenskommelse av hur nervceller växer och förbinder under sund utveckling, och hur dessa bearbetar styrka går astray i neurological sjukdom.
”Har Vi funnit ett processaa, whereby tillväxtkotten på den framkallande axon'sens spets överför nyckel- signalerar tillbaka till cellnucleusen för att se till neuron'sens överlevnad,” förklarar hög studieförfattareDr. Samie R. Jaffrey, förbunden professor av pharmacology på den Weill Cornell LäkarundersökningHögskolan. ”På så sätt, framkallar människanervsystemet med tiden och att välja livsdugliga neural banor över neurological ”återvändsgränder. ”Förser med gångjärn Detta processaa på typen av kommunikationen mellan tillväxtkotten och nucleusen som vi beskriver nu.”,
Som Dr. Jaffrey förklarar, bär det framkallande foster många tider mer neurons, än det ska behåller efter födelse. Dessa nyligen bildade neurons överför ut förgrena sig long kallade axons som sökandennärmare detalj uppsätta som mål -- en toe, till exempel, eller en njure eller en syna. Under senare år upptäckte forskare att som axonen ner dess uppsätta som mål -- vilket kan vara många cm i väg från nucleusen -- det avkänner en signalera som kallas nervtillväxt, dela upp i faktorer (NGF), som göras by uppsätta som mål silkespapper.
”Gör Mest axons aldrig det till deras riktiga destination och neuronsna att dö av i förprogrammerings långt,” något att säga för Dr Jaffrey. ”Bara axonsna, som navigerar korrekt till deras destinationer, avkänner NGF, som ”något att säga till neuronen ”Inte, dig har gjort det, dig kan fortleva. ”I dessa mer sällsynta fall, bor neuronen för att bli delen av nervsystemet.”,
Men hur får denna kritiska information passerad från tillväxtkotten på spetsen av axonbaksidaen till cellen ”befaller centrerar,” nucleusen?
”Som var centralgåtan som, vi sökte att göra klar upp i detta arbete,” något att säga för Dr. Jaffrey.
Att göra så, undersökte hans lag axonal tillväxtkottar för budbärareRNA (mRNA) -- bitar av genetiskt materiellt som hjälper jordbruksprodukternärmare detaljproteiner. Laget använde en innovativ ny teknik som framkallades av bly- författareDr. Llewellyn J. Cox, en postdoctoral forskare för studien i labb för Dr. Jaffreys. Han lirkade axons för att växa in sådan långt som forskarna var kompetent att ta prov mRNA i tillväxtkottarna bara.
”, Genom att göra så, var vi kompetent att bygga ett funnit arkiv av mRNA i de tillväxtkottar,”, sade Dr. Cox.
Experiment gav en stor överrrakning: en typ av mRNA, som producerar en transkription, dela upp i faktorer kallad CREB.
”Har Föregående forskning någon annanstans visat, att CREB är nödvändig till neuronal överlevnad,” något att säga för Dr. Jaffrey. ”Bara inget hade någonsin tänkt att den kan är aktivet i axonen.”,
Teknologin för spjutspetsen för laget den därefter använda fluorescerande som spårar CREBS aktivitet i närvaroen av ”överlevnaden, signalerar,” NGF.
”Höll ögonen på sågar Vi CREB som producerades i tillväxtkotten och därefter, den reser tillbaka till nucleusen,” något att säga för Dr. Jaffrey. ”Var Detta häpnadsväckande -- det föreslogg, att detsynthesized proteinet kunde ha en roll i nucleusen, ett mycket långdistans- away.”,
Det är denna axonally producerade CREB, som verkar att vara nyckel- till att koppla av neuron'sens dendestruct mekanismen, honom något att säga. ”Skriver in den axonal CREBEN nucleusen, var den framkallar genuttryckt, som ser till att den ska framkallande neuronen fortlever,” något att säga för Dr. Jaffrey.
Detta bekräftades i ett mer sistnämnd experiment var laget avskaffade selektivt CREB mRNA från axonsna men inte vila av neuronen. ”Då det händde, dog neuronsna, även i närvaroen av NGF,” något att säga för Dr. Jaffrey. ”Bevisar Detta den axonal CREB, inte CREB i nucleusen, är den nyckel- spelare här.”,
Rönet kan ha stora implikationer för neuroscience som framåtriktat går. Först allra, utgjuter de viktigt nytt lätt på hur det komplexa systemet av interconnected neurons framkallar med tiden, och hur avvikelser i denna axon-till-nucleusen förhållandestyrka försämrar den utveckling.
”Undrar skapar Vi också, om typen av fenomen som vi har observerat att styrkan att uppstå på annan pekar i utveckling, liksom, när axons navigerar till och med silkespapper för att finna deras uppsätta som mål eller när axons ankommer på, uppsätta som mål och synapses -- det electrochemical överbryggar mellan neurons och uppsätta som mål celler,” något att säga för Dr. Jaffrey. ”Denna nyligen upptäckta egenskap av axonen -- dess kapacitet till jordbruksprodukter som dess egna funktionella transkription dela upp i faktorer -- styrkan låter axons meddela med nucleusalltigenomneurodevelopmenten.”,