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I ricercatori identificano il programma genetico nella mosca di frutta che protegge i neuroni da degenerazione

I ricercatori all'università di Bonn hanno identificato un programma genetico precedentemente sconosciuto nella mosca di frutta. Il materiale genetico in questione gestisce lo sviluppo dei neuroni mentre però proteggendoli dalla degenerazione.

Appena sono cambiato nel corso di evoluzione sopra le centinaia di milioni di anni ed egualmente esistono in un modulo comparabile in esseri umani. I dati iniziali indicano che presumibilmente eseguono le simili mansioni là. I risultati possono quindi anche fornire un punto di partenza per i nuovi principi attivi per le malattie neurodegenerative. Sono pubblicati nel neurone del giornale.

Un cervello della mosca di frutta è a mala pena più grande del punto su questo “io„, eppure tuttavia consiste di intorno 100.000 neuroni. Ci sono quasi milione volte altrettanti neuroni nel cervello umano. E le altre differenze fra i due organi di pensiero sono egualmente considerevoli - dopo tutto, i percorsi del melanogaster della drosofila (poichè le specie è conosciuta dal suo nome scientifico) e di homo sapiens hanno separato diverse centinaia milioni di anni fa durante l'evoluzione.

Tuttavia sta sbalordendo le parallele fra i due organismi. Lo studio corrente ora ha scoperto un altro loro. Il gruppo di ricerca piombo da prof. Dietmar Schmucker dall'istituto delle CALCE all'università di Bonn ha studiato che funzione determinato materiale genetico nella mosca di frutta gioca nello sviluppo del suo cervello. “Specificamente abbiamo passato fuori dai diversi geni ed abbiamo osservato come i neuroni sono cambiato di conseguenza,„ spieghiamo Schmucker, che sta tenendo una cattedra di Humboldt a Bonn dal 2019. “Durante il questo, siamo venuto sopra un gene chiamato WNK, che esegue un bivalente incredibile.„

WNK esegue un bivalente

La scoperta cruciale è stata fatta dall'autore principale dello studio, il Dott. Azadeh Izadifar, uno studente postdottorale nel gruppo di lavoro di Schmucker. Poteva indicare che WNK è necessario per connettere i neuroni durante lo sviluppo del sistema nervoso. Se il gene non è, per esempio, assente dovuto una mutazione sperimentalmente indotta, quindi la ramificazione degli assoni non ha luogo. Questi assoni sono ramificazioni del tipo di cavo delle cellule che trasmettono i segnali elettrici ad altri neuroni. Sono connessi solitamente a molte celle differenti del ricevitore via le sinapsi. “Senza la proteina di WNK, i rami axonal funzionali sono in gran parte assenti,„ sottolinea Izadifar.

In animali adulti, tuttavia, WNK sembra proteggere gli assoni attuali. Se il materiale genetico è passato fuori a questo il tempo tardo, i rami degenerano negli animali adulti. “Entrambe le funzioni possono essere due lati della stessa moneta,„ presume Schmucker. Ciò è perché WNK sembra fa parte di una rete regolatrice che gestisce sia la formazione durante lo sviluppo che anche la degenerazione delle connessioni del neurone in animali adulti.

Il gene contiene la cianografia per che cosa è conosciuto come chinasi. Ciò si riferisce ad un enzima che “incolla„ determinate componenti chimiche ad altre proteine, così gestente la loro attività. La chinasi di WNK regolamenta e supporta un fattore chiamato NMNAT, che protegge i neuroni. Allo stesso tempo, inibisce almeno altre due proteine chiamate Sarm ed Axed. È conosciuto che essi entrambi gioco un ruolo importante nel neurodegeneration attivo degli assoni.

Bilanciamento importante fra protezione e degenerazione

Tuttavia, la chinasi non può direttamente partecipare a questi trattamenti avversari. Regola un parametro come-ancora-sconosciuto e così regola il bilanciamento fra la protezione e la degenerazione. Entrambi i trattamenti sono essenziali per la funzione del cervello.

Questi risultati possono offrire il nuovo slancio per la comprensione di come le malattie neurodegenerative si presentano in esseri umani e di come potrebbero possibilmente essere trattate. Ciò è perché le chinasi di WNK egualmente esistono in mammiferi - in mouse come pure in noi. Non solo quello, ma essi egualmente sembra essere essenziali per la protezione dei nostri neuroni, anche. I risultati di una collaborazione con il gruppo di ricerca piombo da prof. Franck Polleux alla Columbia University in New York indicano almeno in questa direzione.

Il gruppo poteva indicare che le chinasi di WNK sono egualmente importanti per la formazione di rami axonal in mouse e che la loro perdita piombo alla degenerazione degli assoni.

Egualmente è conosciuto che determinate mutazioni di WNK in esseri umani piombo al nervo il danno, chiamato la neuropatia periferica, che è accompagnata dai disordini sensitivi progressivi nelle armi e nei cosciotti.„

Prof. Dietmar Schmucker, CALCE istituto, università di Bonn

Schmucker spera che la chinasi di WNK possa forse essere utile terapeutico nella lotta contro le malattie neurodegenerative - come da essere overactivated facendo uso di un principio attivo, così aumentando la sua capacità di proteggere i neuroni.

Lo studio egualmente dimostra le comprensioni ampie che possono essere guadagnate dagli organismi semplici quale la mosca di frutta. Il gruppo di ricerca di Schmucker ora sta utilizzando un secondo sistema-modello - il Xenopus graffiato occidentale della rana tropicalis. Come vertebrato, è più simile agli esseri umani che la mosca è. I girini del Xenopus sono egualmente più o meno trasparenti. Gli effetti di determinate manipolazioni genetiche sulla crescita e sulla degenerazione dei neuroni possono essere osservati così nell'animale vivo.

Istituzioni e finanziamento partecipanti:

Lo studio è stato supportato con il finanziamento “dalle fondamenta di ricerca belghe - le Fiandre„ (FWO), il Fondation versano la La Medicale ricercato (FRM) in Francia, l'Unione Europea come componente del suo ERC che inizia le concessioni e dalle fondamenta di Humboldt, da Roger De Spoelberch Foundation e dall'iniziativa delle fondamenta della famiglia di Thompson. Accanto all'università di Bonn, KU Lovanio, il Université il de Lione, la Columbia University New York e l'università di Tokyo sono stati compresi nel lavoro.

Source:
Journal reference:

Izadifar, A., et al. (2021) Axon morphogenesis and maintenance require an evolutionary conserved safeguard function of Wnk kinases antagonizing Sarm and Axed. Neuron. doi.org/10.1016/j.neuron.2021.07.006.