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Découverte de molécule qui peut retenir la clavette sur apprendre et mémoire

Les équipes de principale recherche de la Faculté de Médecine et de l'hôpital pour enfants Boston de Harvard ont recensé une protéine principale qui jette la lumière sur un des plus grands mystères de la neurobiologie--comment les neurones changent en raison de différentes expériences.

La recherche, qui apparaît en deux journaux en la Science, recense une protéine centrale qui règle l'accroissement et l'élagage des neurones durant toute la durée en réponse aux stimulus environnementaux. Cette protéine, et la voie moléculaire qu'elle guide, pourrait aider des chercheurs à comprendre le procédé d'apprendre et mémoire, ainsi que mènent aux traitements neufs pour les maladies dans quelles synapses ne forment pas ou font fonctionner effréné, comme l'autisme, les maladies neurodegenerative, et des troubles psychiatriques.

Bien que les axones et les dendrites puissent être cirage facilement repéré et affaiblissement sous le microscope, les intermédiaires moléculaires travaillant à l'intérieur de la cellule pour former les procédés vigoureux du neurone ont été beaucoup plus évasifs. Les équipes ont trouvé une protéine qui fonctionne au noyau des neurones selon lesquels épluche vers le bas ou introduit des synapses si ou non le neurone est activé. La protéine, le facteur 2 (MEF2) d'amplificateur de myocyte, tourne en marche et en arrêt les gènes qui règlent la retouche dendritique. De plus, une des équipes a recensé comment MEF2 commute d'un programme à l'autre, c.-à-d., de la dendrite-introduction au dendrite-élagage, et les chercheurs ont recensé certains d'objectifs de MEF2.

L'exposition de la voie MEF2 et ses aides génétiques de contact complètent un blanc théorique en neurobiologie, mais ce qui excite les chercheurs sont les implications potentielles pour la clinique. Les « changements de la morphologie des synapses pourraient s'avérer être très importants dans une foule entière des maladies comprenant neurodegenerative ainsi que des troubles psychiatriques, » a dit Azad Bonni, DM, PhD, le professeur agrégé de voie HMP de pathologie qui, avec des collègues, a écrit un des papiers. Michael Greenberg, PhD, professeur de voie HMP de neurologie à l'hôpital pour enfants Boston, qui a abouti l'autre équipe, croit que la voie MEF2 pourrait jouer un rôle dans l'autisme et d'autres maladies neurodevelopmental.

La protéine fonctionne à côté d'activer ou de réprimer activement des gènes cibles. En travaillant sur un groupe de neurones dans le cervelet se développant de rat, le chargé de recherches de voie HMP en pathologie Aryaman Shalizi, et l'étudiant en médecine du TGV Brice Gaudilliere avec Bonni et leurs collègues, ont trouvé la différenciation MEF2 synaptique introduite par répresseur. Dans une étude indépendante, Steven Flavell, un étudiant de troisième cycle en neurologie, Greenberg, et leurs collègues ont trouvé que l'activateur MEF2 a empêché l'accroissement des colonnes vertébrales dendritiques le hippocampe de rat, une région du cerveau liée à la mémoire et en apprenant. Flavell, et également l'équipe de Bonni, ont trouvé activée, ou dendrite-taillant au couteau, la forme de MEF2 avance en réponse à l'activité neuronale accrue.

Que l'activation MEF2 mène à l'inhibition de la formation de synapse, semble raisonnable à la lumière de ce qui est connu au sujet du système nerveux. Dans la mémoire et apprendre, ainsi que développement, activité mène à sculpter, ou à couper loin, des synapses. Ce qui peut être plus étonnant est la voie que l'activité fait commuter MEF2 du répresseur à l'activateur.

Quel Bonni et ses collègues trouvés est que les molécules modifient un endroit particulier sur MEF2, et le transforment en répresseur. En enlevant la modification, connue sous le nom de sumoylation, MEF2 devient un activateur.

MEF2 a été recensé la première fois dans des neurones pendant les années 1990. En 1999, Zixu Mao, puis un chargé de recherches de voie HMP, travaillant avec Bonni, Greenberg, et collègues ont prouvé que MEF2 introduit la survie neuronale mais peu a été connu autrement au sujet de la protéine. Bien qu'ils aient su que MEF2 vient sous les formes activée et de répresseur, ni l'une ni l'autre d'équipe n'a su exact la protéine fonctionne. Ils ont soupçonné qu'elle pourrait jouer un rôle en réglant la retouche synaptique activité-dépendante et se mettre à découvrir si c'était le cas.

Prises ensemble, les découvertes des deux groupes pourraient sembler déconcertantes pour elles semblent dire que MEF2 introduit la formation de synapse en réprimant des gènes et supprime la formation de synapse en activant des gènes. Le puzzle se résout quand on considère la possibilité que les gènes étant en marche et en arrêt acte tourné pour décourager la formation de synapse. En fait, Flavell et ses collègues ont recensé deux des objectifs, de l'arc et du SynGAP de MEF2. La protéine d'arc semble jouer un rôle dans des récepteurs de internalisation de glutamate, qui se produit quand des dendrites sont désassemblées. Travaux de SynGAP pour arrêter le gène de synapse-introduction de ras. Bonni et ses collègues ont recensé pourtant un troisième objectif, Nur77. On lie pour être d'autres.

L'identification de ces objectifs, et plus généralement l'ouverture de la voie MEF2, pourraient mener aux traitements neufs pour une foule des maladies dans quelles synapses ne forment pas ou font fonctionner effréné. En fait, Greenberg est actuel un membre d'un consortium qui essaye d'atteindre les soutiens moléculaires de l'autisme. « Nous pensons que la voie MEF2 peut être centrale, » il a dit.