• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Białko Tweek odgrywa kluczową rolę w komórkach nerwowych

    31.07.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Tajemnica osłaniająca sposób przekazywania informacji przez neurony została rozwiana. Naukowcy z Belgii i USA, których prace są finansowane ze środków unijnych, twierdzą, że podczas gdy recykling jest ważnym elementem mechanizmu przekazywania impulsów nerwowych, kluczową rolę odgrywa w nim biało Tweek. Odkrycia opublikowano w czasopiśmie Neuron.

    Na przestrzeni lat, dzięki innowacyjnym metodologiom przesiewowych badań genetycznych i biologicznych, naukowcy zidentyfikowali wiele białek biorących aktywny udział w takich procesach komórkowych jak np. recykling pęcherzyków. W ramach ostatnich badań, sfinansowanych w części z unijnego grantu Marie Curie dla najlepszych, udało się rzucić więcej światła na to złożone zagadnienie.

    Impulsy nerwowe przekazywane są z jednej komórki do drugiej w strukturach zwanych synapsami, które znajdują się na koniuszku neuronu. Tutaj pęcherzyki synaptyczne, które wyglądają jak niewielkie bąbelki, przenoszą substancje chemiczne zwane neuroprzekaźnikami do synapsy. Pęcherzyki łączą się wówczas z błoną komórkową w procesie zwanym egzocytozą.

    Komórki nerwowe zabierają następnie dodatkowy fragment błony i zwracają go komórce (proces zwany endocytozą) w celu recyklingu.

    Co zatem uruchamia recykling pęcherzyków synaptycznych? To białko Tweek - zidentyfikowane i opisane oraz nazwane imieniem postaci Tweek Tweak z kreskówki South Park, nadpobudliwego i pełnego obaw chłopca, który pije zbyt dużo kawy.

    "Białko Tweek jest potrzebne do utrzymywania normalnego recyklingu pęcherzyków synaptycznych oraz wpływa na dostępność PI [lipidów fosfoinozytolowych]. "Nasze dane sugerują, że białko Tweek może co najmniej w części kontrolować recykling pęcherzyków synaptycznych poprzez wpływanie na poziom lub dostępność PI (4,5)P2 [4,5-difosforan fosfatydyloinozytolu ] w synapsie."

    Zdaniem Hugo Bellena, profesora genetyki molekularnej i genetyki człowieka w Baylor College of Medicine (BCM) w USA i naczelnego autora artykułu, muszki owocowe pozbawione białka Tweek cierpią na hiperaktywność i trzęsą się. "Utrata tego białka powoduje niedobór endocytarny" - jak mówi.

    Naukowcy odkryli, że komórki pozbawione białka Tweek miały również niski poziom PI(4,5)P2, który gromadzi się w błonie plazmatycznej większości komórek. Manipulowanie aktywnością komórki w celu podniesienia poziomu PI(4,5)P2 pomogło stłumić defekt endocytarny pęcherzyków.

    Zespół przeprowadził przesiewowe badania genetyczne, aby zidentyfikować białka, które wpływają na przekaz i plastyczność synaptyczną much, które są nosicielami losowych mutacji wywołanych chemicznie.

    Badania wykazały, że dostarczanie białka Tweek do zmutowanych neuronów bez genu cofa defekty endocytarne. Zdaniem naukowców, większość gatunków posiada białko Tweek, niemniej trudno je zlokalizować, ponieważ występuje w niezwykle małych ilościach w komórce.

    "Wywnioskowaliśmy, że białko Tweek odgrywa pewną rolę w zapewnianiu odpowiednich ilości PI(4,5)P2, po to by inne białka mogły być włączane do strefy endocytarnej" - mówi profesor Bellen.

    W badaniach wzięli również udział naukowcy z Flandryjskiego Instytutu Biotechnologii (VIB) i Katholieke Universiteit Leuven (K.U. Leuven) w Belgii oraz z Wydziału Medycyny Uniwersytetu Yale w USA.

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Neuron:
    http://www.cell.com/neuron/

    Baylor College of Medicine:
    http://www.bcm.edu/

    Źródło danych: Neuron; Baylor College of Medicine
    Referencje dokumentu: Verstreken, P., et al. (2009) Tweek, an evolutionarily conserved protein, is required for synaptic vesicle recycling. Neuron, 63, 203-215. DOI: 10.1016/j.neuron.2009.06.017.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Optogenetyka – technika stosowana w neurobiologii, polegająca na kontrolowaniu aktywności określonej grupy neuronów za pomocą światła. Wrażliwość neuronów na światło uzyskuje się przez wprowadzenie do nich sekwencji genu kodującego światłoczułe białko z rodziny opsyn, np. na nośniku wirusowym. Białko to wbudowywuje się w błonę komórkową komórki nerwowej i pod wpływem światła wywołuje jej pobudzenie lub zahamowanie. Endosomy - organelle komórkowe odpowiadająca za sortowanie materiału pobranego w drodze endocytozy. Endosomy to błoniaste struktury cytoplazmy o postaci zbiorników i cewek, biorące udział w endocytozie, segregacji i transporcie. Wyróżnia się: 1) endosomy wczesne: w pobliżu bł. kom. powstają przez zlanie się pęcherzyków endocytarnych oraz pęcherzyków transportujących makrocząsteczki (z ap. Golgiego) bł. endosomów wczesnych może pączkować do ich wnętrza tworząc ciałka wielopęcherzykowe (endosomy późne) 2) endosomy późne: grupa pęcherzyków otoczona wspólną błoną znajdują się w głębi cytoplazmy powstają po ok. 20 min. Wewnątrz endosomów znajdują się białka (wniknęły na drodze endocytozy) których losy zależą od ubikwitynacji (połączenia z małocząsteczkowym białkiem - ubikwityną): a) białka nieubikwitynowane podlegają recyrkulacji błon i pozostają w kom. (korzystają z tego drobnoustroje jak HIV, prątki gruźlicy i cząsteczki toksyn) b) białka ubikwitynowane 1 cząsteczką ubikwityny są kierowane do lizosomów i tam niszczone c) białka ubikwitynowane 4 cząsteczkami ubikwityny kierowane są do proteasomów i tam niszczone Białko tau (MAPT – ang. microtubule associated protein tau) – rodzaj białka występującego prawie wyłącznie w komórkach nerwowych. Związane jest z mikrotubulami i odpowiada za ich stabilizację oraz wiązanie z neurofilamentami i organellami komórkowymi. Białko tau jest desjalizowaną (pozbawioną kwasu sjalowego) transferyną, inaczej zwana wolną transferyną, ponieważ cechuje się mniejszą ruchliwością elektroforetyczną w porównaniu do transferyny zawierającej resztę kwasu sjalowego. Po raz pierwszy opisane w 1975 w USA (Princeton University).

    Ośrodkowy układ nerwowy (OUN, łac. systema nervosum centrale, ang. central nervous system (CNS)) – najważniejsza część układu nerwowego kręgowców. Ośrodkowy układ nerwowy jest chroniony przez kości czaszki oraz kręgosłup. Zbudowany jest z istoty szarej i białej. Częścią składową istoty szarej są komórki nerwowe. Oprócz nich znajdują się włókna nerwowe rdzenne i bezrdzenne, tkanka glejowa i naczynia krwionośne wraz z paskami tkanki łącznej. Skład istoty białej to tkanka glejowa, naczynia włókien nerwowych nie mających osłonki Schwanna. Brainbow - metoda obrazowania neuronów wykorzystująca białka fluorescencyjne. Sekwencje genów tych białek są wprowadzane do neuronów metodami inżynierii genetycznej, po czym ulegają ekspresji w sposób losowy, co umożliwia odróżnienie poszczególnych neuronów w preparacie oglądanym pod mikroskopem konfokalnym.

    Neuryt, akson (axon), włókno osiowe, włókno nerwowe, wypustki osiowe - element neuronu odpowiedzialny za przekazywanie informacji z ciała komórki do kolejnych neuronów lub komórek efektorowych (np. komórek mięśniowych bądź gruczołowych). Neuryt może być osłonięty osłonką włókien nerwowych. Jest z reguły dłuższy od dendrytów i, w odróżnieniu od nich, w komórce występuje pojedynczo (choć może być rozgałęziony). Adaptor, białko adaptorowe – białko, które nie ma aktywności enzymatycznej, a swoją funkcję pełni poprzez asocjację z innymi białkami. Termin ten odnosi się szczególnie do białek w szlakach przekazywania sygnału. W cytologii słowo adaptor ma węższe znaczenie i odnosi się do białek zaangażowanych w proces endocytozy.

    Tweek: Ten artykuł przedstawia listę uczniów fikcyjnej szkoły podstawowej przedstawionych w animowanym serialu dla dorosłych South Park. Szkoła jest jedną z najważniejszych lokalizacji w serialu, którego akcja toczy się głównie wokół jej uczniów. Komórki Purkiniego (ang. Purkinje cells) – typ neuronów GABA-ergicznych kory móżdżku. Obok komórek Betza należą do największych neuronów występujących w mózgu człowieka. Aksony komórek Purkiniego dochodzą do istoty białej móżdżku i ulegają przełączeniu na jądra móżdżku i jądra przedsionkowe.

    Białka fuzyjne (białka chimeryczne) – białka powstające z połączenia 2 lub większej liczby genów, które pierwotnie były odpowiedzialne za produkcję niezależnych białek. Produktem genu fuzyjnego jest białko (polipeptyd), którego funkcja jest w pewnym stopniu pochodną funkcji białek kodowanych przez geny wchodzące w skład takiego połączenia.

    Tigroid, znane też jako ciałka Nissla, ziarenka Nissla, ziarnistości Nissla (łac. Globule substantiae basophilicae) – grudki substancji zasadochłonnej w komórkach nerwowych (neuronach) znajdowane w ciałach komórek nerwowych i dendrytach. Tigroid jest specyficzną dla neuronów postacią szorstkiej siateczki śródplazmatycznej i miejscem intensywnej syntezy białek (jest skupieniem rybosomów oraz RNA). Obecność tigroidu jest jedną z przyczyn szarej barwy skupisk ciał komórek nerwowych – stąd noszą one nazwę istoty szarej. Zostały opisane w 1894 roku przez Franza Nissla. Nazwę "tigroid" należy z kolei kojarzyć z tygrysem (Panthera tigris) – z powodu wyglądu tychże grudek.

    Dodano: 31.07.2009. 15:11  


    Najnowsze