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Visioni novelle di guadagno dei ricercatori del ruolo di autophagy in neuroni

Compare che autophagy protegge i nostri neuroni nel cervello, ma evidentemente per le ragioni interamente differenti che precedentemente presupposto, come ricercatori dal für Molekulare Pharmakologie e (FMP) Charité di Leibniz-Forschungsinstitut a Berlino ora hanno indicato. Quando gli scienziati hanno usato un trucco genetico per passare “lo smaltimento dei rifiuti cellulare„ fuori autophagy-mediato, invece di rilevazione dei giacimenti della proteina, come previsto, hanno trovato i livelli elevati del reticolo endoplasmatico, un sistema composto di sacchi della membrana che agisce, tra altre funzioni, come memoria del calcio. Ciò piombo alla versione elevata del neurotrasmettitore e, infine, al hyperexcitability di un neurone interno. Questi fondamentalmente nuovi risultati ora sono stati pubblicati nel giornale prestigioso “neurone„.

Autophagy svolge un ruolo chiave nel mantenimento delle celle in buona salute, un esempio che è la degradazione ed il riciclaggio delle molecole di proteina nocive o di interi organelli quali i mitocondri difettosi per mezzo di cosiddetti autophagosomes. Questo meccanismo di pulizia è particolarmente importante per i neuroni nel cervello, che ci serviscono durante le nostre vite, dato che cumuli autophagy della proteina delle radure, come quelle che accadono nelle malattie neurodegenerative. Gli effetti neuroprotective di autophagy da allora sono stati confermati dai numerosi esperimenti negli organismi di modello.

Tuttavia, è possibile che le cause di questo effetto protettivo siano differenti che precedentemente presupposte. Studiando il ruolo di autophagy nel sistema nervoso centrale giovane, dei mouse sani, del professor Volker Haucke dal für Molekulare Pharmakologie di Leibniz-Forschungsinstitut (FMP) e del suo gruppo di ricerca ora sono arrivato alle assolutamente nuove comprensioni.

Facendo uso di un trucco genetico, i ricercatori in primo luogo hanno passato fuori da un gene autophagy essenziale e dal proteomics allora usato per analizzare i livelli di un neurone della proteina. Le proteine precedentemente supposte soprattutto per essere degradato da autophagy non sono state arricchite nei neuroni a tutto sebbene questa fosse stata preveduta, se la loro degradazione si presentasse via autophagy.

“È venuto come sorpresa completa a noi,„ ha rilevato Marijn Kuijpers, autore principale dello studio ora pubblicato in “neurone„, “ma che cosa ci ha sorpresi ancor più era che cosa abbiamo trovato nei neuroni invece.„

Più grande soluzione tampone intracellulare del calcio più non degradata

Invece dei substrati autophagy previsti, i ricercatori hanno scoperto i livelli insolitamente grandi del reticolo endoplasmatico negli assoni di un neurone. Una delle funzioni di questi sacchi e tubuli della membrana, che si presentano in tutte le celle, è di fornire una grande memoria intracellulare per calcio. Il regolamento di calcio è a sua volta fondamentalmente importante per la trasmissione eccitante nel sistema nervoso centrale: Quando i neuroni comunicano a vicenda, i canali del calcio si aprono alle sinapsi che piombo ad un afflusso di calcio extracellulare nelle sinapsi ed alla versione dei neurotrasmettitori (messaggeri di un neurone) dalle vescicole sinaptiche. Il calcio può poi essere pompato dal neurone o fornire il reticolo endoplasmatico dove può anche ri-essere rilasciato, da come richiesto.

Una volta autophagy era stato spento, la memoria del calcio del reticolo endoplasmatico è risultato essere danneggiato. I ricercatori hanno trovato che la funzione di bufferizzazione del calcio del reticolo endoplasmatico più non ha funzionato correttamente, con conseguente calcio elevato livella in assoni ed alle sinapsi. Ciò a sua volta ha amplificato la versione del glutammato eccitante del trasmettitore, che piombo all'iperattività di un neurone permanente.

Troppa versione eccitante del neurotrasmettitore è il problema

Finora, è stato presupposto che meno autophagy significasse la versione di meno molecole del trasmettitore. Ora abbiamo dimostrato l'esatto di fronte a.„

Marijn Kuijpers, collega postdottorale

“Troppo, non troppo poco versione del neurotrasmettitore è il problema. Di conseguenza, i neuroni si trasformano in in meno plastica e sospettiamo che infine periscono dal hyperexcitability,„ il professor Dietmar Schmitz di Charité aggiunto, di cui il gruppo ha contribuito allo studio.

Poiché gli studi sono stati intrapresi con i neuroni sani dai giovani animali, non precludono le funzioni supplementari dei termini patologici di sotto autophagy, nel morbo di Alzheimer, per esempio. Quello detto, lo studio è di importanza tremenda per la nostra comprensione fondamentale della fisiologia di autophagy.

“Tutte le cose considerate, la nostra scoperta mette la nostra comprensione di autophagy nel sistema nervoso centrale su una nuova base,„ il professor indicato Volker Haucke della guida del gruppo. Questi nuove informazioni spiegherebbero, per esempio, perché imparare diventa più difficile come declini autophagy durante l'invecchiamento. “Non è possibile arrampicarsi una sinapsi che già hyperactivated; ha raggiunto il suo limite e può, così, di plastica per essere rinforzato a mala pena - un bisogno per l'apprendimento.„

Facendo uso di questa comprensione nuova per esplorare la questione chiave del grilletto

La questione chiave che il grilletto regolatore dei meccanismi autophagy in neuroni rimane aperto, tuttavia. Mentre la disponibilità delle sostanze nutrienti ha un effetto regolatore su altre celle dell'organismo - digiunare è stato indicato per stimolare lo smaltimento dei rifiuti cellulare - nessun grilletto per autophagy nel sistema nervoso centrale è conosciuto finora.

“Se conoscessimo che cosa produce più o meno autophagy in neuroni, potremmo ad un certo punto intervenire dal punto di vista terapeutico,„ il professor sollecitato Haucke. “Ora siamo entusiasta capire più circa questo problema fondamentalmente importante ed il nostro studio presente fornisce un punto di partenza eccellente per questo sforzo.„