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Os pesquisadores identificam o programa genético na mosca de fruto que protege os neurônios da degeneração

Os pesquisadores na universidade de Bona identificaram um programa genético previamente desconhecido na mosca de fruto. O material genético envolvido controla a revelação dos neurônios ao igualmente protegê-los da degeneração.

Mudaram mal no curso da evolução sobre centenas de milhões de anos e igualmente existem em um formulário comparável nos seres humanos. Os dados iniciais mostram que executam presumivelmente tarefas similares lá. Os resultados podem conseqüentemente igualmente fornecer um ponto de partida para ingredientes activos novos para doenças neurodegenerative. São publicados no neurônio do jornal.

Um cérebro de mosca de fruto é mal maior do que o ponto neste “mim”, contudo não obstante consiste em ao redor 100.000 neurônios. Há quase milhão vezes tantos como neurônios no cérebro humano. E as outras diferenças entre os dois órgãos de pensamento são igualmente consideráveis - apesar de tudo, os trajectos do melanogaster da drosófila (porque a espécie é sabida por seu nome científico) e do homo sapiens separaram várias centenas milhões de anos há durante a evolução.

Há não obstante umas paralelas surpreendentes entre os dois organismos. O estudo actual tem descoberto agora outros deles. O grupo de investigação conduzido pelo prof. Dietmar Schmucker do instituto dos CAIS na universidade de Bona investigou que função determinado material genético na mosca de fruto joga na revelação de seu cérebro. “Nós comutamos especificamente fora dos genes individuais e observamos como os neurônios mudaram em conseqüência,” explicamos Schmucker, que está guardarando um professorado de Humboldt em Bona desde 2019. “Durante este, nós viemos em cima de um gene chamado WNK, que executa um bivalente incrível.”

WNK executa um bivalente

A descoberta crucial foi feita pelo autor principal do estudo, Dr. Azadeh Izadifar, um estudante pos-doctoral no grupo de trabalho de Schmucker. Podia mostrar que WNK é necessário para conectar os neurônios durante a revelação do sistema nervoso. Se o gene não é, por exemplo, actual devido a uma mutação experimental induzida, a seguir a ramificação dos axónio não ocorre. Estes axónio são cabo-como os ramos da pilha que transmitem sinais elétricos a outros neurônios. São conectados geralmente a muitas pilhas diferentes do receptor através das sinapses. “Sem a proteína de WNK, os ramos axonal funcionais são pela maior parte ausentes,” sublinham Izadifar.

Em animais adultos, contudo, WNK parece proteger axónio existentes. Se o material genético é comutado fora neste tempo atrasado, os ramos degeneram nos animais adultos. “Ambas as funções podem ser dois lados da mesma moeda,” presumem Schmucker. Isto é porque WNK parece ser parte de uma rede reguladora que controle a formação durante a revelação e igualmente a degeneração de conexões do neurônio em animais adultos.

O gene contem o modelo para o que é sabido como uma quinase. Isto refere uma enzima que “cole” determinados componentes químicos a outras proteínas, assim controlando sua actividade. A quinase de WNK regula e apoia um factor chamado NMNAT, que protege os neurônios. Ao mesmo tempo, inibe pelo menos outras duas proteínas chamadas Sarm e Axed. Sabe-se que eles ambos jogo um papel importante no neurodegeneration activo dos axónio.

Balanço importante entre a protecção e a degeneração

Contudo, a quinase não pode directamente ser envolvida nestes processos de oposição. Ajusta um parâmetro como-ainda-desconhecido e ajusta assim o balanço entre a protecção e a degeneração. Ambos os processos são essenciais para a função do cérebro.

Estes resultados podem oferecer o ímpeto novo para a compreensão de como as doenças neurodegenerative ocorrem nos seres humanos e de como poderiam possivelmente ser tratadas. Isto é porque as quinase de WNK igualmente existem nos mamíferos - nos ratos assim como em nós. Não somente isso, mas igualmente parece ser essenciais para proteger nossos neurônios, demasiado. Os resultados de uma colaboração com o grupo de investigação conduzido pelo prof. Franck Polleux na Universidade de Columbia em New York apontam pelo menos neste sentido.

A equipe podia mostrar que as quinase de WNK são igualmente importantes para a formação de ramos axonal nos ratos e que sua perda conduz à degeneração dos axónio.

Igualmente sabe-se que determinadas mutações de WNK nos seres humanos conduzem ao nervo dano, chamado a neuropatia periférica, que é acompanhada das desordens sensoriais progressivas nos braços e nos pés.”

Prof. Dietmar Schmucker, CAIS instituto, universidade de Bona

Schmucker espera que a quinase de WNK pode talvez ser do uso terapêutico na luta contra doenças neurodegenerative - como ser overactivated usando um ingrediente activo, assim aumentando sua capacidade para proteger os neurônios.

O estudo igualmente demonstra as introspecções de grande envergadura que podem ser ganhadas dos organismos simples tais como a mosca de fruto. O grupo de investigação de Schmucker está usando agora um segundo sistema modelo - o Xenopus agarrado ocidental da rã tropicalis. Como um animal vertebrado, é mais similar aos seres humanos do que a mosca é. Os girinos do Xenopus são igualmente mais ou menos transparentes. Os efeitos de determinadas manipulações genéticas no crescimento e na degeneração dos neurônios podem assim ser observados no animal vivo.

As instituições e financiamento de participação:

O estudo foi apoiado com o financiamento de “da fundação pesquisa belga - Flanders” (FWO), o Fondation derrama o la Medicale pesquisa (FRM) em França, a União Europeia como parte de seu ERC que começa concessões, e pela fundação de Humboldt, pelo Roger De Spoelberch Fundação, e pela iniciativa da fundação da família de Thompson. Ao lado da universidade de Bona, KU Lovaina, o Université de Lyon, Universidade de Columbia New York, e a universidade do Tóquio foram envolvidos no trabalho.

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.