Описаны сигнальные пути, контролирующие развитие нейронов

05.02.200823140
Подобное исследование было проведено впервые: исследователи из Калифорнийского Университета (University of California) (США) проследили работу нескольких тысяч нейрональных протеинов, чтобы выяснить, каким образом они взаимодействуют в сложных сигнальных каскадах, отвечающих за реализацию функций нейронов. Эта работа позволяет глубже понять процессы развития нервной системы, возникновения нейродегенеративных расстройств и восстановления нервной ткани после повреждения.

Группу исследователей возглавил профессор Ричард Клемке (Richard Klemke), разработавший методику выделения нейритов – длинных выростов мембраны нервных клеток, которые впоследствии дают начало аксонам и дендритам. Для выделения нейритов применяется ультратонкий фильтр, позволяющий отделить отростки от тела клетки, не повреждая их. Анализ протеинов производился с помощью количественной масс-спектрометрии. Это технологическое решение открывает возможность изучения нейритов отдельно от самих нервных клеток, определяя, каким образом они формируются, дифференцируются и восстанавливают утраченные в результате повреждений синаптические связи, создавая функциональные нервные сети. Также на этой модели весьма удобно изучать ключевые сигнальные молекулы, которые контролируют развитие нейритов.

Формирование нейритов, или нейритогенез – это первый шаг в процессе дифференцировки нейронов. «Понимание того, каким образом формируются нейриты, совершенно необходимо, так как именно из них образуются специализированные аксоны и дендриты, обеспечивающие наши сенсомоторные функции. Благодаря им мы видим, слышим, осязаем, различаем вкусы, мыслим и мечтаем», говорит Клемке.

Регенерация нейрона начинается с образования нескольких тонких, длинных нейритов, которые затем дифференцируются в аксоны, которые главным образом принимают сигнал, и дендриты, в основном отвечающие за проведение и передачу «исходящего» сигнала. Нейрит имеет специализированную область – конус роста – участок мембраны на конце нейрита с большим количеством рецепторов, с помощью которых он взаимодействует с протеинами внеклеточного матрикса. Молекулы внеклеточного матрикса определяют направление роста нейрита. Понимание этих процессов могло бы стать ключом к терапии таких заболеваний, как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и прочие нейродегенеративные расстройства.

«Нашей основной целью является идентификация уникальных протеинов, которые контролируют рост и, главное, специализацию отростков», говорят исследователи.

Было выявлено большое количество разнообразных факторов, относящихся к группам факторов обмена гуаниновых нуклеотидов (от guanine nucleotide exchange factor, GEFs) и протеинов-ативаторов фермента ГТФазы (от GTPase-activating protein, GAPs). Именно эти факторы играют ключевую роль в интересующих исследователей процессах. Возможно, в будущем это позволит управлять процессом регенерации, «заставляя» нейриты расти в определенных направлениях.

Исследование опубликовано в журнале PNAS (Proceedings of the National Academy of Science)


Нейрон мыши с многочисленными нейритами.

По материалам:
University of California

Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей