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Descoberta da molécula que pode guardarar a chave à aprendizagem e à memória

As equipas de investigação independentes da Faculdade de Medicina de Harvard e do hospital de crianças Boston identificaram uma proteína mestra que derramasse a luz em um dos mistérios os mais grandes da neurobiologia--como os neurônios mudam em conseqüência das experiências individuais.

A pesquisa, que aparece em dois papéis na ciência, identifica uma proteína central que regule o crescimento e a poda dos neurônios ao longo da vida em resposta aos estímulos ambientais. Esta proteína, e o caminho que molecular guia, poderia ajudar investigador a compreender o processo de aprendizagem e memória, assim como conduz às terapias novas para doenças em que sinapses não formam ou executam desenfreado, como o autismo, doenças neurodegenerative, e desordens psiquiátricas.

Embora os axónio e as dendrites podem ser enceramento facilmente manchado e se enfraquecer sob o microscópio, os intermediários moleculars que trabalham dentro da pilha para dar forma aos processos duras do neurônio foram muito mais indescritíveis. As equipes encontraram uma proteína que trabalhasse no núcleo dos neurônios que descasca para baixo ou promove sinapses segundo mesmo se o neurônio está sendo activado. A proteína, factor 2 do realçador do myocyte (MEF2), desliga sobre e os genes que controlam a remodelação dendrítico. Além, uma das equipes identificou como MEF2 comuta de um programa ao outro, isto é, da dendrite-promoção à dendrite-poda, e os pesquisadores identificaram alguns de alvos de MEF2.

A descoberta do caminho MEF2 e de seu interruptor genético ajuda a preencher uma placa teórica na neurobiologia, mas o que excita os pesquisadores são as implicações potenciais para a clínica. As “mudanças na morfologia das sinapses poderiam despejar ser muito importantes em um anfitrião inteiro das doenças que incluem neurodegenerative assim como desordens psiquiátricas,” disse Azad Bonni, DM, PhD, o professor adjunto do HMS da patologia que, com colegas, foi o autor de um dos papéis. Michael Greenberg, PhD, professor do HMS da neurologia no hospital de crianças Boston, que conduziu a outra equipe, acredita que o caminho MEF2 poderia jogar um papel no autismo e em outras doenças neurodevelopmental.

A proteína trabalha ativando ou activamente reprimindo genes do alvo. No trabalho em um grupo de neurônios no cerebelo tornando-se do rato, o research fellow do HMS na patologia Aryaman Shalizi, e a estudante de Medicina Brice Gaudilliere junto com Bonni e seus colegas do TGV, encontraram a diferenciação MEF2 synaptic promovida repressor. Em um estudo separado, Steven Flavell, um aluno diplomado na neurologia, Greenberg, e seus colegas encontraram que o activador MEF2 inibiu o crescimento de espinhas dendrítico no hipocampo do rato, uma área do cérebro associado com a memória e a aprendizagem. Flavell, e igualmente a equipe de Bonni, encontraram ativada, ou dendrite-talhando, o formulário de MEF2 aproxima-se em resposta à actividade neuronal aumentada.

Que a activação MEF2 conduz à inibição de formação da sinapse, faz o sentido à luz do que é sabido sobre o sistema nervoso. Na memória e a aprendizagem, assim como a revelação, actividade conduz a esculpir, ou ao cortar afastado, das sinapses. O que pode ser mais surpreendente é a maneira que a actividade faz com que MEF2 comute do repressor ao activador.

Que Bonni e seus colegas encontrados é que as moléculas alteram um ponto particular em MEF2, e o transformam em um repressor. Removendo a alteração, conhecida como o sumoylation, MEF2 transforma-se um activador.

MEF2 foi identificado primeiramente nos neurônios nos anos 90. Em 1999, Zixu Mao, então um research fellow do HMS, trabalhando com Bonni, Greenberg, e colegas mostraram que MEF2 promove a sobrevivência neuronal mas pouco estêve sabido mais sobre a proteína. Embora souberam que MEF2 vem em formulários ativada e do repressor, nenhuma equipe soube exactamente a proteína trabalha. Suspeitaram que pôde jogar um papel em regular a remodelação synaptic actividade-dependente e expr para encontrar se aquele era o caso.

Tomados junto, os resultados dos dois grupos puderam parecer de confusão para eles parecem dizer que MEF2 promove a formação da sinapse reprimindo genes e suprime a formação da sinapse ativando genes. O enigma resolve-se quando se considera a possibilidade em que os genes que estão sendo girados e acto para desanimar fora a formação da sinapse. De facto, Flavell e seus colegas identificaram dois de alvos, de arco e de SynGAP de MEF2. A proteína do arco parece jogar um papel nos receptors de interiorização do glutamato, que ocorra quando as dendrites estão sendo desmontadas. Trabalhos de SynGAP para desligar o gene depromoção dos ras. Bonni e seus colegas identificaram contudo um terceiro alvo, Nur77. É limitado para estar outro.

A identificação destes alvos, e mais geralmente a abertura do caminho MEF2, poderiam conduzir às terapias novas para um anfitrião das doenças no que sinapses não formam ou executam desenfreado. De facto, Greenberg é actualmente um membro de um consórcio que esteja tentando obter nos sustentamentos moleculars do autismo. “Nós pensamos que o caminho MEF2 pode ser central,” disse.