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Descubrimiento de la molécula que puede celebrar llave al aprendizaje y a la memoria

Los equipos de investigación independientes de la Facultad de Medicina y del hospital de niños Boston de Harvard han determinado una proteína principal que vierte la luz en uno de los misterios más grandes de la neurobiología--cómo las neuronas cambian como resultado de experiencias individuales.

La investigación, que aparece en dos papeles en ciencia, determina una proteína central que regule el incremento y la poda de neuronas en vida en respuesta a estímulos ambientales. Esta proteína, y el camino molecular que conduce, podría ayudar a investigadores a entender el proceso del aprendizaje y memoria, así como lleva a las nuevas terapias para las enfermedades en qué sinapsis no pueda formar o ejecutan desenfrenado, por ejemplo autismo, enfermedades neurodegenerative, y los desordenes psiquiátricos.

Aunque los axones y las dendritas pueden ser el encerar fácilmente observado y disminución bajo el microscopio, los intermediarios moleculares que trabajaban dentro de la célula para dar forma los procesos vigorosos de la neurona han sido mucho más evasivos. Las personas encontraron una proteína que trabaja en el núcleo de las neuronas dependiendo de las cuales pela hacia abajo o asciende sinapsis independientemente de si se está activando la neurona. La proteína, factor 2 (MEF2) del reforzador del miocito, gira por intervalos los genes que controlan el remodelado dendrítico. Además, una de las personas ha determinado cómo MEF2 cambia a partir de un programa al otro, es decir, de dendrita-ascender a la dendrita-poda, y los investigadores han determinado algunos de objetivos de MEF2.

La destapadura del camino MEF2 y de su interruptor genético ayuda a completar un espacio en blanco teórico en neurobiología, pero qué excita los investigadores son las implicaciones potenciales para la clínica. Los “cambios en la morfología de sinapsis podrían resultar ser muy importantes en un ordenador principal entero de enfermedades incluyendo neurodegenerative así como los desordenes psiquiátricos,” dijo a Azad Bonni, Doctor en Medicina, doctorado, el profesor adjunto del HMS de la patología que, con los colegas, fue autor de uno de los papeles. Michael Greenberg, doctorado, profesor del HMS de la neurología en el hospital de niños Boston, que llevó a las otras personas, cree que el camino MEF2 podría desempeñar un papel en autismo y otras enfermedades neurodevelopmental.

La proteína trabaja activando o activamente reprimiendo genes del objetivo. En el trabajo en un grupo de neuronas en el cerebelo de la rata que se convertía, el profesor investigador del HMS en patología Aryaman Shalizi, y el estudiante de medicina Brice Gaudilliere junto con Bonni y sus colegas del TGV, encontraron la diferenciación sináptica ascendida represor MEF2. En un estudio separado, Steven Flavell, un estudiante de tercer ciclo en neurología, Greenberg, y sus colegas encontraron que el activador MEF2 inhibió el incremento de espinas dorsales dendríticas en el hipocampo de la rata, un área del cerebro asociado a memoria y el aprendizaje. Flavell, y también las personas de Bonni, encontraron haber activado, o dendrita-cortando, la forma de MEF2 se adelanta en respuesta a actividad neuronal creciente.

Que la activación MEF2 lleva a la inhibición de la formación de la sinapsis, tiene sentido a la luz de qué se sabe sobre el sistema nervioso. En memoria y aprendizaje, así como revelado, actividad lleva a esculpir, o al corte, de sinapsis. Qué puede ser más asombrosamente es la manera que la actividad hace MEF2 cambiar de represor al activador.

Qué Bonni y sus colegas encontrados es que las moléculas modifican un sitio determinado en MEF2, y lo transforman en un represor. Quitando la modificación, conocida como sumoylation, MEF2 se convierte en un activador.

MEF2 primero fue determinado en neuronas en los años 90. En 1999, Zixu Mao, entonces un profesor investigador del HMS, trabajando con Bonni, Greenberg, y los colegas mostraron que MEF2 asciende supervivencia neuronal pero poco era sabida sobre la proteína. Aunque sabían que MEF2 viene en formas activado y del represor, ninguna de las dos personas sabía la proteína trabaja exactamente. Sospecharon que puede ser que desempeñe un papel en la regulación del remodelado sináptico actividad-relacionado y se establezca para descubrir si ése era el caso.

Tomadas juntas, las conclusión de los dos grupos pudieron aparecer de desconcierto para ellas parecen decir que MEF2 asciende la formación de la sinapsis reprimiendo genes y suprime la formación de la sinapsis activando genes. El rompecabezas se resuelve cuando uno considera la posibilidad que los genes que son por intervalos acto girado para desalentar la formación de la sinapsis. De hecho, Flavell y sus colegas han determinado dos de los objetivos, del arco y de SynGAP de MEF2. La proteína del arco aparece desempeñar un papel en receptores de internación del glutamato, que ocurre cuando se están desmontando las dendritas. Trabajos de SynGAP para apagar el gen de los ras sinapsis-que asciende. Bonni y sus colegas han determinado con todo un tercer objetivo, Nur77. Se limita para ser otros.

La identificación de estos objetivos, y más generalmente la apertura del camino MEF2, podrían llevar a las nuevas terapias para un ordenador principal de las enfermedades en qué sinapsis no pueda formar o ejecutan desenfrenado. De hecho, Greenberg es actualmente una pieza de un consorcio que esté intentando conseguir en los apuntalamientos moleculares del autismo. “Pensamos que el camino MEF2 puede ser central,” él dijo.