Виявлено білок, який допомагає відновлюватися нервовим клітинам

Группа вчених під керівництвом Мелісси Роллс, професора біохімії та молекулярної біології Державного Пенсільванського Університету, при вивченні нейронів несподівано виявила процес, який необхідний для регенерації після серйозного ушкодження нейрона. Процес був виявлений протягом досліджень націлених на декодування внутрішніх дендритів - частина нейрона, яка отримує інформацію з інших клітин та з зовнішнього міра.

Ісследованіе буде опубліковано в друкованому виданні наукового журналу Current Biology.

"Ми вже багато знаємо про аксонах - частина нервової клітини, яка відповідальна за посилку сигналів" - сказала Роллс. "Тим не менш, дендрити - приймальня сторона нервових клеток - завжди були досить загадковими". На відміну від аксонів, які формують великі, легко розпізнавані пучки, дендрити занадто гіллясті і часто заховані глибоко в нервовій системі, так що вони завжди були більш важкодоступними для представлення та вивчення. Проте, ученим, нарешті, вдалося обійти ці труднощі. Вони досліджували дендрити на живому прикладі, використовуючи простий організм муху, чиї нервові клітини схожі з людськими нервовими клітинами. Одним з чудес, яке їм зустрілося, було міжклітинний "шосе" - або мікротрубочки.

В відміну від багатьох інших клітин нашого організму, більшість нейронів повинні прослужити нам ціле життя. Завдяки своїй надзвичайно добре організованою ключовою інфраструктурі, микротрубочкам і чудовою гнучкості вони можуть відновлюватися в разі пошкодження. Частково ця гнучкість виходить від здатності мікротрубочок рости постійно. Професор Роллс і її наукова група простежили за цим зростанням і дійшли висновку, що ймовірно існує група білків, керуючих процесом організації та дій "шосе" на ключових перетинах або точках розгалуження, який дозволяє тримати все мікротрубочки, вказуючи той же шлях. Вони ідентифікували білки, серед яких опинився руховий білок кінезін-2 і виявляли, що коли цих білків не вистачало, микротрубочки більше не слідували одному і тому ж маршрутах у дендритах; тобто, їх полярність була порушена.

После встановлення групи білків вимагалися, для підтримки нормальної інфраструктури мікротрубочок в дендритах, науково-дослідна група протестувала те, чи впливають ці білки на здатність нейронів реагувати на пошкодження. Більшість нейронів незамінні, і крім того у них є неймовірна здатність регенерувати свої відсутні частини. У більш ранніх дослідженнях, Роллс і її колеги виявили, що після того, як аксон відключається, і нервова клітина більше не здатна посилати сигнали, новий аксон зростає з іншого боку клітини; тобто, з дендрита. Як частина цього процесу, мікротрубочки повинні перекинути полярність. Іншими словами, шосе дендрита повинні повністю бути відремонтовані в напрямку аксона. "Коли ми вивели з ладу здатність мух, виробляти білок кінезін-2, ми виявили, що шосе не могли бути відремонтовані правильно, і процес нервової регенерація зазнавав невдачі "- пояснила Ролл. "Очевидно, що білок кінезін-2 дуже важливий матеріал для підтримки полярності і для здатності встановлювати нову систему шосе, коли нейронам потрібно регенеруватися ".

Профессор Роллс також пояснювала, що чітке уявлення того, як нерви підтримують структуру їх міжклітинної шосе важливо для розпізнавання і розуміння нейродегенеративних хвороб, а також відповідної реакції на нервове ушкодження, яке часто трапляється в результаті аварії та інших травм. Якщо білки, які керують форматом мікротрубочок або несуть вантаж вздовж них, не функціонують правильно, вони можуть стати винуватцями таких нейродегенератівних заболеваній як, наприклад, спадкова спастична параплегія. "Ми сподіваємося, що показавши і пояснивши, як мікротрубочки будуються в здорових і відновлюються в пошкоджених нейронах, наш аналіз надасть значну допомогу дослідникам, які розроблятимуть терапевтичні методи для пацієнтів з нервовими хворобами або ушкодженнями "- зазначила Роллс.

• Платформа искусственного интеллекта повышает точность диагностики рака легких
• Митохондрии выбрасывают свою ДНК в клетки нашего мозга
• Наше серое вещество находится в состоянии фазового перехода, говорится в новом исследовании
• Обратная потеря волос с помощью микроигольных пластырей с лекарством от алопеции
• Упрямый рак печени может быть побежден столетней вакциной от туберкулеза
• Болезнь Альцгеймера когда-то могла передаваться от человека к человеку
• Эволюция человеческой иммунной системы в постомикронную эпоху
• Глобальное научное сотрудничество по картированию развития мозга в младенчестве и раннем детстве