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Los investigadores determinan programa genético en la mosca del vinagre que protege las neuronas contra la degeneración

Los investigadores en la universidad de Bonn han determinado un programa genético previamente desconocido en la mosca del vinagre. El material genético implicado controla el revelado de las neuronas mientras que también las protege contra la degeneración.

Han cambiado apenas en el curso de la evolución durante cientos de millones de años y también existen en una forma comparable en seres humanos. Los datos iniciales muestran que realizan probablemente tareas similares allí. Los resultados pueden por lo tanto también ofrecer un punto de partida para los nuevos ingredientes activos para las enfermedades neurodegenerative. Se publican en la neurona del gorrón.

Un cerebro de la mosca del vinagre es pelado más grande que el punto en esto “yo”, con todo sin embargo consiste en alrededor 100.000 neuronas. Casi hay millón de veces tantas neuronas en el cerebro humano. Y las otras diferencias entre los dos órganos de pensamiento son también considerables - con todo los caminos del melanogaster de la Drosophila (pues la especie es sabida por su nombre científico) y de homo sapiens separaron varios cientos de millones hace de años durante la evolución.

Hay sin embargo paralelos asombrosos entre los dos organismos. El estudio actual ahora ha descubierto otros de ellos. El grupo de investigación llevado por profesor Dietmar Schmucker del instituto de las CALES en la universidad de Bonn investigó qué función juega cierto material genético en la mosca del vinagre en el revelado de su cerebro. “Cambiamos específicamente de genes individuales y observamos cómo las neuronas cambiaron como consecuencia,” explicamos a Schmucker, que está llevando a cabo una cátedra de Humboldt en Bonn desde 2019. “Durante esto, vinimos sobre un gen llamado WNK, que realiza un bivalente increíble.”

WNK realiza un bivalente

El descubrimiento crucial fue hecho por el autor importante del estudio, el Dr. Azadeh Izadifar, estudiante postdoctoral en el grupo de trabajo de Schmucker. Ella podía mostrar que WNK es necesario para conectar las neuronas durante el revelado del sistema nervioso. Si el gen no es actual, por ejemplo, debido a una mutación experimental inducida, después el ramificarse de los axones no ocurre. Estos axones están cable-como los vástagos de la célula que transmiten señales eléctricas a otras neuronas. Se conectan generalmente con muchas diversas células del receptor vía sinapsis. “Sin la proteína de WNK, los brazos axonal funcionales están en gran parte ausentes,” acentúan Izadifar.

En animales adultos, sin embargo, WNK aparece proteger los axones existentes. Si el material genético se cambia lejos en esto último tiempo, los brazos degeneran en los animales adultos. “Ambas funciones pueden ser dos lados de la misma moneda,” suponen Schmucker. Esto es porque WNK aparece ser parte de una red reguladora que controle la formación durante el revelado y también la degeneración de las conexiones de la neurona en animales adultos.

El gen contiene la heliografía para qué se conoce como cinasa. Esto refiere a una enzima que “pegue” ciertos componentes químicos a otras proteínas, así controlando su actividad. La cinasa de WNK regula y soporta un factor llamado NMNAT, que protege las neuronas. Al mismo tiempo, inhibe por lo menos dos otras proteínas llamadas Sarm y Axed. Se sabe que ellos ambos juego un papel importante en el neurodegeneration activo de axones.

Equilibrio importante entre la protección y la degeneración

Sin embargo, la cinasa no se puede implicar directamente en estos procesos que oponen. Ajusta un parámetro como-todavía-desconocido y ajusta así el equilibrio entre la protección y la degeneración. Ambos procesos son esenciales para la función del cerebro.

Estos resultados pueden ofrecer el nuevo ímpetu para la comprensión de cómo las enfermedades neurodegenerative ocurren en seres humanos y de cómo podrían ser tratadas posiblemente. Esto es porque las cinasas de WNK también existen en mamíferos - en ratones así como en nosotros. No sólo eso, pero ellos también aparece ser esenciales para proteger nuestras neuronas, también. Los resultados de una colaboración con el grupo de investigación llevado por profesor Franck Polleux en la Universidad de Columbia en Nueva York por lo menos apuntan en esta dirección.

Las personas podían mostrar que las cinasas de WNK son también importantes para la formación de brazos axonal en ratones y que su baja lleva a la degeneración de axones.

También se sabe que ciertas mutaciones de WNK en seres humanos llevan al nervio el daño, llamado la neuropatía periférica, que es acompañada por desordenes sensoriales progresivos en las armas y los tramos.”

Profesor Dietmar Schmucker, CALES instituto, universidad de Bonn

Schmucker espera que la cinasa de WNK pueda quizás ser de uso terapéutico en el combate contra enfermedades neurodegenerative - por ejemplo por overactivated usando un ingrediente activo, así aumentando su capacidad de proteger las neuronas.

El estudio también demuestra los discernimientos de gran envergadura que se pueden ganar de organismos simples tales como la mosca del vinagre. El grupo de la investigación de Schmucker ahora está utilizando un segundo sistema modelo - el Xenopus agarrado occidental de la rana tropicalis. Como vertebrado, es más similar a los seres humanos que es la mosca. Los renacuajos del Xenopus son también más o menos transparentes. Los efectos de ciertas manipulaciones genéticas sobre el incremento y la degeneración de neuronas se pueden observar así en el animal vivo.

Instituciones y financiamiento participantes:

El estudio fue soportado con el financiamiento del “asiento de investigación belga - Flandes” (FWO), el Fondation vierte el la Medicale Recherche (FRM) en Francia, la unión europea como parte de su ERC que comienza concesiones, y por el asiento de Humboldt, el Rogelio De Spoelberch Foundation, y la iniciativa del asiento de la familia de Thompson. Junto a la universidad de Bonn, KU Lovaina, el Université de Lyon, Universidad de Columbia Nueva York, y la universidad de Tokio estuvieron implicados en el trabajo.

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.