Proteīni, kas saistīti ar nervu šķiedru attīstību

Kad MIT bioloģijas profesors Frenks Gertlers audzēja peles, kurām trūkst noteikta gēnu kopuma, viņš gaidīja, ka to smadzeņu šūnās būs bojātas, nepareizi novirzītas nervu šķiedras. Viņam par pārsteigumu viņš ieraudzīja mutantu neironus, kas izskatījās kā ceptas olas: somas jeb šūnu ķermeņi bija neskarti, bet trūka zarveidīgo dendrītu un garu, tievu aksonu.

Parastā peles embrijā (augšā) pēc 16,5 grūtniecības dienām aksoni ir redzami sarkanā krāsā, jo tie stiepjas no garozas uz augšu uz smadzeņu daļu, kas pazīstama kā iekšējā kapsula. Pelei, kurai trūkst Ena/Vasp proteīnu (apakšā), aksoni nespēj augt.

Tipiskajam smadzeņu garozas neironam ir viens aksons, kas nodod informāciju citām šūnām, un daudzi īsāki dendriti, kas saņem ziņojumus no citām šūnām. Ģenētiski izmainītās peles pētījumā radīja smadzeņu šūnas, kas nespēja paplašināt nevienu aksonu vai dendrītu vai savienoties ar citiem neironiem.

Olbaltumvielu saimei, ko kodē trīs gēni, kurus Gertlers pētīja un kas pazīstami kā Ena / Vasp proteīni, izrādās, ir izšķiroša loma nervu šķiedru attīstībā. Manipulācijas ar šīm olbaltumvielām kādu dienu var palīdzēt novērst mugurkaula ievainojumus un citus bojājumus, ko izraisa bojāti šūnu-šūnu savienojumi. Mēs domājam, ka mehānismi, kurus esam sākuši atšķetināt, varētu pavērt durvis iespējamām reģeneratīvām terapijām neirodeģenerācijas vai smadzeņu traumu gadījumā, saka Gertlers.

Šūnas formu nosaka tās citoskelets – iekšējie balsti un sijas, kas spiežas pret šūnas membrānu. Lai pārvietotos un mainītu formu, šūnai ir jāpārveido savs citoskelets. Šķiet, ka šūna nolasa satiksmes signālus un mēģina saprast, kurp doties, saka Gertlers. Ena/Vasp proteīni ir nervu izaugumu virzītāji, ko sauc par neirītiem, kas ir aksonu un dendritu prekursori.

Olbaltumvielas atrodas neirīta filopodijas galos – īsos paplašinājumos, kas saņem vides signālus un pārvērš tos instrukcijās šūnai. Šie norādījumi liek šūnai vai nu turpināt paplašināt filopodiju, pagarinot proteīna pavedienus, vai apturēt augšanu.

Šis ir viens no pirmajiem pētījumiem, kas atklāj agrīnos posmus, kā diferencēts neirons sāk iegūt savu unikālo morfoloģiju, saka Gertlers.

paslēpties