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Os pesquisadores descobrem os mecanismos moleculars envolvidos na formação de circuitos neurais

Os cientistas no instituto do Daegu Gyeongbuk de Coreia da ciência e a tecnologia (DGIST) e os colegas descobriram alguns dos mecanismos moleculars complexos envolvidos na formação dos circuitos neurais do cérebro. Seus resultados foram publicados no jornal da neurociência e podiam ser relevantes para tratamentos tornando-se para doenças, tais como desordens do espectro do autismo e esquizofrenia.

Synaptogenesis é um processo molecular complexo que promova o crescimento e a revelação de extremidades da fibra de nervo assim que podem reconhecer e comunicar-se com seu sócio apropriado da fibra de nervo através das moléculas transmitidas através das junções especializadas, chamadas sinapses.

Uma compreensão detalhada do synaptogenesis é essencial para projetar aproximações terapêuticas contra muitas desordens devastadores do cérebro. Assim é realmente crucial desenvolver as manipulações moleculars ajustadas que podem visar os componentes chaves da sinapse a fim compreender seus papéis.”

Jaewon Ko, professor e neurocientista, Daegu Institue da ciência e da tecnologia

O professor Ko e sua equipe dos cientistas olhou especificamente duas “moléculas synaptic chaves da adesão” envolvidas no synaptogenesis. Neurexins e as fosfatase antígeno-relacionadas comuns da tirosina da proteína da leucócito (LAR-RPTPs) são as proteínas da transmembrana que são ficadas situadas no “presynaptic” enviando o lado de uma junção se tornando do nervo.

São sabidos para ser envolvidos na formação e na manutenção das sinapses. Mas foi obscura se cooperam um com o otro e como interagem com outras moléculas synaptic na organização de regulamento da sinapse.

Para endereçar estas perguntas, os cientistas conduziram uma série de experiências extensivas em culturas celulares do nervo do roedor e então nas moscas de fruto em que os orthologs da drosófila dos neurexins e o LAR-RPTPs foram suprimidos. Observaram que dois membros do LAR-RPTPs (denominado PTPσ e PTPδ) estão exigidos para que os neurexins promovam a diferenciação presynaptic.

Na extremidade de emissão da sinapse tornando-se, os neurexins ligam a qualquer um do LAR-RPTPs dois através de um grupo distinto de moléculas segundo se a sinapse será excitatory ou inibitório; em outras palavras se enviará sinais activar fora ou girar sua extremidade de recepção do nervo.

Os cientistas igualmente encontraram que PTPσ e os glycans específicos directos interactivos do neurexin directamente, chamados sulfatos do heparan, para dirigir a formação da extremidade de recepção do nervo em sinapses excitatory.

“Nós acreditamos que nossos resultados têm o significado em termos de propr uma organização subjacente modelo molecular nova da sinapse, e temos possivelmente implicações para compreender a arquitetura de circuito neural e funções do cérebro,” diz o professor Ko.

A equipe está investigando agora os mecanismos a jusante que são a base de interacções dos neurexins com o LAR-RPTPs nos neurônios vertebrados, e está trabalhando para localizar um grupo de proteínas intracelulares envolvidas na sinalização transporte-synaptic nos neurônios presynaptic. Uns estudos mais adicionais são essenciais antes que estes resultados possam ser traduzidos em estudos clínicos.

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.