Interakcje genów nadzorują rozwój i aktywność mózgu :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Unijni naukowcy wykorzystują terapię genową do spowolnienia choroby mózgu

Naukowcy odkryli białka odpowiedzialne za ponad 130 chorób mózgu

Naukowcy śledzą rozprzestrzenianie się HIV między komórkami

Naukowcy odkrywają, jak chore białka poruszają się między komórkami u chorych na Parkinsona

Konferencja nt. oddziaływania typu cross-talk między śluzówkowymi komórkami dendrytycznymi a komórkami nabłonkowymi, Londyn, Wlk. Brytania

Wadliwy gen i tkanki obwodowe wpływają na zegar biologiczny muszki owocówki

Naukowcy poczynili ogromny krok naprzód w kierunku rozwiązania łamigłówki, skąd neuron wie dokładnie, gdzie powinien się rozwinąć i kiedy połączyć się z inną komórką nerwową. Naukowcy z Instytutu Neurobiologii im. Maxa Plancka w Niemczech odkryli, że interakcja dwóch genów pomaga rozwijającym się neuronom zrozumieć w odpowiedniej chwili, że już dotarły do docelowego obszaru w mózgu muszki owocówki. Dzięki tym badaniom, których wyniki zostały zaprezentowane w czasopiśmie Nature Neuroscience, naukowcy mogą ustalić podobne mechanizmy, które mogą wpływać na rozwój mózgu kręgowców, skutecznie pogłębiając naszą wiedzę na temat niektórych zaburzeń rozwojowych.

Układ nerwowy znany jest ze swojej złożoności. Mózg człowieka składa się z około 100 miliardów komórek nerwowych, które są odpowiedzialne za łączenie się z określonymi, innymi komórkami w czasie rozwoju mózgu. Brak tych połączeń doprowadzi do dysfunkcji organizmu.

Każda komórka nawiązuje połączenia z sąsiednimi komórkami, a następnie wysyła długi przewód łączący, akson, do innego obszaru mózgu. Po osiągnięciu celu akson łączy się z lokalnymi neuronami. Powstaje łańcuch przetwarzania, który umożliwia nam wykonywanie wielu czynności, takich jak dostrzeżenie i rozpoznanie szklanki, sięgnięcie po nią i chwycenie jej. Brak odpowiednich połączeń spowoduje upośledzenie zdolności do wykonania tej czynności od początku do końca. Innymi słowy neurony muszą ustanowić połączenia z odpowiednimi komórkami partnerskimi, aby zapewnić skuteczne funkcjonowanie.

"Utworzenie dokładnie zdefiniowanych połączeń synaptycznych między konkretnymi neuronami ma zasadnicze znaczenie dla przetwarzania informacji w mózgu" - czytamy w artykule. "Synapsy często tworzą struktury, które odzwierciedlają funkcjonalną organizację styków synaptycznych. W jaki sposób aksony dokonują selekcji właściwej warstwy synaptycznej w czasie rozwoju?" - pytają naukowcy. "Mechanizmy leżące u podstaw tworzenia warstw synaptycznych nadal są niejasne, aczkolwiek zidentyfikowano kilku ważnych graczy molekularnych."

Naukowcy z Instytutu im. Maxa Plancka, wraz z kolegami z Uniwersytetu w Kioto oraz Japońskiej Agencji Nauki i Technologii, zbadali sposób, w jaki akson orientuje się, kiedy należy przestać się rozwijać i rozpocząć łączenie z sąsiednimi komórkami. Przeanalizowali funkcjonowanie genów wpływających na układ wzrokowy muszki owocówki.

Odkryli, że układ wzrokowy muszki owocówki może rozwinąć się jedynie pod warunkiem współpracy dwóch genów, które generują białka "Golden Goal" i "Flamingo". Umiejscowione na koniuszku rozwijającego się aksonu białka te wydają się kompilować informacje na temat swojego środowiska, pochodzące z otaczającej tkanki. Neurony wykorzystują te informacje do poruszania się po mózgu i rozpoznawania docelowego obszaru.

Mówiąc krótko, badania pokazały, że powstanie zaburzenie, kiedy jeden z genów jest nieaktywny lub jeżeli wystąpi rozbieżność między aktywnością genów prowadząca do tego, że akson przestanie się rozwijać, zanim dotrze do docelowego obszaru.

"Zakładamy, że bardzo podobne mechanizmy występują również w innych organizmach, w tym u ludzi" - mówi Takashi Suzuki z Instytutu Neurobiologii im. Maxa Plancka, naczelny autor raportu z badań. "Jesteśmy teraz na dobrej drodze do zdobycia wiedzy o tym jak manipulować komórkami w taki sposób, aby były przekonane, że dotarły do docelowego obszaru."

Odkrycia mogą pomóc naukowcom w opracowaniu nowych sposobów walki z zaburzeniami rozwojowymi i kierowania regeneracyjnych komórek nerwowych z powrotem do ich starych miejsc łączenia.

Za: CORDIS

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Neurosekrecja to czynność wydzielnicza neuronu, która obejmuje wytwarzanie wydzielanej substancji (neurosekretu) w ciele komórki nerwowej, jej transport w pęcherzykach wydzielniczych (synaptycznych) wzdłuż neurotubul w kierunku zakończenia aksonu i wydzielanie w drodze egzocytozy. Termin zwykle zawężany do wydzielania przez neurony hormonów uwalnianych do układu krążenia i za jego pośrednictwem przekazywanych do komórek i narządów docelowych. pełny tekst

Interneuron komórka nerwowa, której aksony nie wychodzą poza obręb struktury bądź niewielkiego obszaru, w której się znajduje, na ogół osiągając nie więcej niż kilkaset mikrometrów długości. W przypadku niektórych interneuronów (np. koszyczkowych w zakręcie zębatym) aksony ich mogą jednak docierać na spore odległości (do kilku milimetrów od ciała neuronu). W odróżnieniu od interneuronów, neurony projekcyjne i inne komórki pryncypalne to komórki wysyłające połączenia do innych, często odległych struktur. pełny tekst

Interakcje (współdziałanie) - procesy wzajemnego oddziaływania na siebie dwóch, lub więcej, substancji wprowadzonych do organizmu. O interakcjach mówi się przede wszystkim w odniesieniu do leków. Leki mogą wchodzić w interakcje ze sobą nawzajem (jeśli podamy więcej niż jeden lek jednocześnie), z pożywieniem i innymi substancjami obecnymi w organizmie. Skutkiem interakcji może być wzmocnienie, osłabienie lub zmiana charakteru działania farmakologicznego leków. pełny tekst

Michael Tomasello (ur. 18 stycznia 1950 w Bartow) - amerykański psycholog rozwojowy, dyrektor Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka. W latach 2002-2005 przewodniczył Międzynarodowemu Towarzystwu Badań nad Językiem Dzieci (IASCL). pełny tekst

Olbrzymi akson kałamarnicy szczególny typ aksonu występujący u większości kałamarnic. Wysyłający go neuron przekazuje bodziec nerwowy do lejka i zawiaduje jego skurczem, wyrzucającym wodę z jamy płaszczowej głowonoga. Akson tego neuronu ma długość do 10 cm i średnicę do 1 mm, czyli 100 razy większą niż średnica przeciętnego aksonu kręgowców. Taka budowa zwiększa szybkość przewodzenia potencjału czynnościowego wzdłuż aksonu i jest ewolucyjnym przystosowaniem kałamarnic, pozwalającym im na szybsze zainicjowanie reakcji ucieczki. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".