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Les chercheurs découvrent des mécanismes moléculaires impliqués dans la formation des circuits neuraux

Les scientifiques à l'institut de Daegu Gyeongbuk de la Corée de la science et technologie (DGIST) et les collègues ont découvert certains des mécanismes moléculaires complexes impliqués dans la formation des circuits neuraux du cerveau. Leurs découvertes étaient publiées dans le tourillon de la neurologie et ont pu être appropriées pour des demandes de règlement se développantes pour les maladies, telles que des troubles de spectre d'autisme et la schizophrénie.

Synaptogenesis est un processus moléculaire complexe qui introduit la croissance et développement des extrémités de fibre nerveuse ainsi ils peuvent déceler et communiquer avec leur associé approprié de fibre nerveuse par l'intermédiaire des molécules transmises en travers des jonctions spécialisées, synapses appelées.

Une compréhension complète de synaptogenesis est essentielle pour concevoir des approches thérapeutiques contre beaucoup de troubles cérébraux dévastateurs. Ainsi il est réellement essentiel de développer les manipulations moléculaires réglées avec précision qui peuvent viser les composantes principales de synapse afin de comprendre leurs rôles. »

Jaewon Ko, professeur et neurologiste, Daegu Institue de la science et technologie

Le professeur Ko et son équipe des scientifiques a particulièrement regardé deux « molécules d'adhésion synaptiques principales impliquées dans le synaptogenesis. Neurexins et phosphatases liées à l'antigène courantes de tyrosine de protéine de leucocyte (LAR-RPTPs) sont des protéines de transmembrane qui sont situées sur le « présynaptique » envoyant le côté d'une jonction se développante de nerf.

Ils sont connus pour être impliqués dans la formation et la maintenance des synapses. Mais elle a été peu claire s'ils coopèrent les uns avec les autres et comment ils agissent l'un sur l'autre avec d'autres molécules synaptiques dans l'organisme de réglementation de synapse.

Pour aborder ces questions, les scientifiques ont entrepris une suite d'expériences considérables dans des cultures de cellule nerveuse de rongeur et puis dans les mouches à fruit dans lesquelles des orthologs de drosophile des neurexins et le LAR-RPTPs ont été effacés. Ils ont observé que deux membres de LAR-RPTPs (nommé PTPσ et PTPδ) sont priés pour que des neurexins introduisent la différenciation présynaptique.

À l'extrémité de envoi de la synapse se développante, les neurexins grippent à l'un ou l'autre du LAR-RPTPs deux par un ensemble distinct de molécules selon si la synapse sera excitatoire ou inhibitrice ; en d'autres termes si elle enverra des signes d'activer ou arrêter son extrémité de réception de nerf.

Les scientifiques ont également constaté que PTPσ et glycans spécifiques traversants interactifs de neurexin directement, sulfates appelés de heparan, pour diriger la formation de l'extrémité de réception de nerf aux synapses excitatoires.

« Nous croyons que nos découvertes ont la signification en termes de proposer un organisme fondamental de synapse de modélisation moléculaire nouvelle, et avons probablement des implications pour comprendre l'architecture de circuit neurale et des fonctions cérébrales, » dit professeur Ko.

L'équipe vérifie maintenant les mécanismes en aval étant à la base des interactions des neurexins avec le LAR-RPTPs dans des neurones vertébrés, et travaille pour indiquer exactement un ensemble de protéines intracellulaires impliquées dans la signalisation transport-synaptique dans des neurones présynaptiques. D'autres études sont essentielles avant que ces découvertes puissent être traduites en études cliniques.

Source:
Journal reference:

Han, K. A., et al. (2020) LAR-RPTPs Directly Interact with Neurexins to Coordinate Bidirectional Assembly of Molecular Machineries. Journal of Neuroscience. doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1091-20.2020.