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Scoperta della molecola che può tenere il tasto all'apprendimento ed alla memoria

I gruppi di ricerca indipendenti dalla facoltà di medicina di Harvard e dall'ospedale pediatrico Boston hanno identificato una proteina matrice che fa luce su uno di più grandi misteri della neurobiologia--come i neuroni cambiano come conseguenza di diverse esperienze.

La ricerca, che compare in due documenti nella scienza, identifica una proteina centrale che regolamenta la crescita e la potatura dei neuroni durante vita in risposta agli stimoli ambientali. Questa proteina e la via che molecolare guida, potrebbe aiutare i ricercatori a capire il trattamento dell'apprendimento e memoria come pure piombo alle nuove terapie per le malattie in quali sinapsi non riesca a formare o eseguono sfrenato, quale autismo, le malattie neurodegenerative e disordini psichiatrici.

Sebbene gli assoni ed i dendrites possano essere inceratura facilmente macchiata e calare sotto il microscopio, gli intermediari molecolari che lavorano dentro la cella per modellare i trattamenti fibrosi del neurone sono stati molto più evasivi. I gruppi hanno trovato una proteina che funziona nel nucleo dei neuroni cui sbuccia giù o promuove le sinapsi secondo indipendentemente da fatto che il neurone sta attivando. La proteina, il fattore 2 (MEF2) del rinforzatore del miocita, gira in funzione e a riposo i geni che gestiscono la ricostruzione dentritica. Inoltre, uno dei gruppi ha identificato come MEF2 passa da un programma all'altro, cioè, dalla dendrite-promozione alla dendrite-potatura ed i ricercatori hanno identificato alcuni degli obiettivi di MEF2.

Scoprire della via MEF2 e della sua opzione genetica contribuisce a riempire uno spazio in bianco teorico in neurobiologia, ma che cosa eccita i ricercatori sono le implicazioni potenziali per la clinica. “I cambiamenti nella morfologia delle sinapsi potrebbero risultare essere molto importanti in un'intera miriade di malattie compreso neurodegenerative come pure disordini psichiatrici,„ ha detto Azad Bonni, il MD, il PhD, professore associato di HMS di patologia che, con i colleghi, ha creato uno dei documenti. Michael Greenberg, PhD, professore di HMS della neurologia all'ospedale pediatrico Boston, che piombo l'altro gruppo, crede che la via MEF2 potrebbe svolgere un ruolo nell'autismo ed in altre malattie neurodevelopmental.

La proteina funziona attivando o attivamente reprimendo i geni dell'obiettivo. Nel lavorare ad un gruppo di neuroni nel cervelletto di sviluppo del ratto, il ricercatore di HMS in patologia Aryaman Shalizi e lo studente di medicina Brice Gaudilliere con Bonni ed i loro colleghi del TAV, hanno trovato la differenziazione sinaptica promossa repressore MEF2. In uno studio separato, Steven Flavell, un dottorando in neurologia, Greenberg ed i loro colleghi hanno trovato che l'attivatore MEF2 ha inibito la crescita delle spine dorsali dentritiche nell'ippocampo del ratto, in un'area del cervello connesso con la memoria e nell'apprendimento. Flavell ed anche il gruppo di Bonni, hanno trovato attivata, o dendrite-tagliuzzando, il modulo di MEF2 accende in risposta ad attività di un neurone aumentata.

Che l'attivazione MEF2 piombo all'inibizione di formazione della sinapsi, ha significato alla luce di che cosa è conosciuto circa il sistema nervoso. Nella memoria ed imparare come pure lo sviluppo, attività piombo ad uno scolpire, o al taglio via, delle sinapsi. Che cosa può essere più sorprendente è il modo che l'attività induce MEF2 a passare dal repressore all'attivatore.

Che Bonni ed i suoi colleghi trovati è che le molecole modificano un punto particolare su MEF2 e lo trasformano in un repressore. Eliminando la modifica, conosciuta come il sumoylation, MEF2 si trasforma in in un attivatore.

MEF2 in primo luogo è stato identificato in neuroni negli anni 90. Nel 1999, Zixu Mao, poi un ricercatore di HMS, lavorante con Bonni, Greenberg e colleghi hanno indicato che MEF2 promuove la sopravvivenza di un neurone ma piccolo altrimenti è stato conosciuto circa la proteina. Sebbene sappiano che MEF2 viene nei moduli del repressore ed attivata, nessuno dei due gruppo ha saputo la proteina funziona esattamente. Hanno sospettato che potrebbe svolgere un ruolo nella regolamentazione della ricostruzione sinaptica attività-dipendente e precisare per scoprire se quello fosse il caso.

Catturati insieme, i risultati dei due gruppi potrebbero sembrare imbarazzanti per loro sembrano dire che MEF2 promuovesse la formazione della sinapsi reprimendo i geni e sopprimesse la formazione della sinapsi attivando i geni. Il puzzle si risolve quando si considera la possibilità che i geni che sono in funzione e a riposo atto girato per scoraggiare la formazione della sinapsi. Infatti, Flavell ed i suoi colleghi hanno identificato due degli obiettivi, dell'arco e di SynGAP di MEF2. La proteina dell'arco sembra svolgere un ruolo in ricevitori d'interiorizzazione del glutammato, che accade quando i dendrites stanno smontandi. Impianti di SynGAP per spegnere il gene dipromozione di ras. Bonni ed i suoi colleghi hanno identificato eppure un terzo obiettivo, Nur77. È limitato per essere altri.

L'identificazione di questi obiettivi e più generalmente l'apertura della via MEF2, potrebbero piombo alle nuove terapie per una miriade di malattie in quali sinapsi non riesca a formare o eseguono sfrenato. Infatti, Greenberg è corrente un membro di un consorzio che sta provando ad ottenere ai sostegni molecolari di autismo. “Pensiamo che la via MEF2 possa essere centrale,„ ha detto.