• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy rozwiązali zagadkę komunikacji neuronalnej

    05.04.2011. 17:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Medycyna w Europie rozwija się w niezwykle dynamicznym tempie, a belgijski zespół naukowy dotrzymuje jej tempa, odkrywając mechanizm zapewniający sygnalizację neuronalną w dłuższych okresach - proces, w którym podczas chorób neurologicznych, np. w chorobie Parkinsona, pojawia się zamęt. Odkrycie może pomóc w znalezieniu sposobu na wyeliminowanie usterek komunikacyjnych między komórkami mózgowymi w przyszłości. Badania, których wyniki zaprezentowano w czasopiśmie Cell, zostały częściowo dofinansowane z dwóch projektów unijnych: NEURORECYCLING i SYNAPSEFUNCTION.

    Koordynowany przez Flandryjski Instytut Biotechnologii (VIB) w Belgii, projekt NEURORECYCLING (Utrzymywanie neurotransmisji - endocytoza regulowana przez klatrynę i lokalne krążenie wrotne pęcherzyków "pocałuj i pędź" [ang. kiss-and-run]) otrzymał grant Marie Curie dla najlepszych o wartości 1,5 mln EUR z Szóstego Programu Ramowego (6PR) na pogłębianie naszej wiedzy na temat mechanizmów krążenia pęcherzyków za pomocą testów morfologicznych i funkcjonalnych.

    Projekt SYNAPSEFUNCTION (Badania molekularne krążenia pęcherzyków synaptycznych w zdrowiu i chorobie), również kierowany przez VIB, uzyskał wsparcie Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN) w postaci grantu na łączną kwotę 1,5 mln EUR. Uruchomiony na początku 2011 r. projekt SYNAPSEFUNCTION bada nowe mechanizmy regulacyjne, które funkcjonują w synapsie i potencjalnie mogą regulować plastyczność synaptyczną.

    Współautor dr Patrik Verstreken z Wydziału Genetyki Molekularnej i Rozwojowej VIB oraz z Wydziału Genetyki Człowieka Katholieke Universiteit Leuven wraz z kolegami odkrył, że enzym zwany "Skywalker" kontroluje subtelną równowagę w tej komunikacji. Eksperci twierdzą, że awarie w komunikacji neuronalnej mogą wywoływać choroby neurozwyrodnieniowe u ludzi.

    "Mam nadzieję, że odkrycie sposobu funkcjonowania enzymu Skywalker nie tylko pogłębi naszą wiedzę na temat komunikacji między neuronami, ale przyczyni się również do opracowania nowych metod diagnozowania i terapii problemów neurologicznych, takich jak choroba Parkinsona" - wyjaśnia dr Verstreken.

    Zaburzenia pracy mózgu mają ogromny wpływ na ludzi. Co najmniej 20% osób cierpi na zaburzenia umysłowe, a około 1 miliard boryka się ze skutkami chorób neurologicznych. Ponad 8% chorych mieszkających na Zachodzie jest zależnych od leczenia bólu.

    Aby znaleźć rozwiązanie tego problemu, naukowcy muszą lepiej poznać najdrobniejsze detale komunikacji neuronalnej. Komunikacja komórek mózgowych odbywa się na poziomie synaps, co eksperci definiują jako sygnały elektryczne przechodzące przez pęcherzyki (małe torebki otoczone błoną, które są wypełnione substancjami sygnalizacyjnymi). Kiedy tylko pęcherzyk uwolni substancje sygnalizacyjne, aktywowana jest kolejna komórka mózgowa. Pęcherzyki są wykorzystywane wielokrotnie, co prowadzi do rozkładu białek, których potrzebują do prawidłowego wykonywania swojej funkcji. Ma to wpływ na uwalnianie substancji sygnalizacyjnych.

    Ale co zapewnia wolne od zakłóceń funkcjonowanie pęcherzyków w czasie regeneracji? W większości komórek odkryto dodatkowy etap w procesie regeneracji - za pośrednictwem endosomów. Białka pęcherzyków w specjalnych przedziałach komórkowych są oddzielane, aby zapewnić bezproblemowe działanie zregenerowanych pęcherzyków. Tym właśnie problemem zajął się zespół naukowy, który odkrył, że ten dodatkowy etap regulowany jest przez enzym Skywalker. Naukowcy poddali testom muszki owocówki pozbawione enzymu Skywalker i uzyskane przez nich dane wskazują, że ten brak wzmocnił sygnał między dwiema komórkami mózgowymi, podnosząc poziom stresu u muszek.

    Odkrycie powiązania między enzymem Skywalker a sygnałami może pomóc w opracowaniu nowych metod leczenia schorzeń neurologicznych, takich jak choroba Parkinsona. U osób cierpiących na tę chorobę, na początkowych jej etapach sygnały między komórkami mózgowymi są bardzo słabe.

    Dr Verstreken zamierza kontynuować badania. Przyznaje jednak, że trudno będzie ustalić najlepszy sposób utrzymywania tej subtelnej równowagi, która gwarantuje możliwie najlepszą komunikację.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)

    Klatryna – białko odkryte i wyizolowane po raz pierwszy przez Barbarę Pearse w 1975 roku, jako główny składnik struktury opłaszczającej jamki klatrynowe, (ang.) clathrin pits, czyli wpuklenia błony komórkowej komórek eukariotycznych, będących miejscami endocytozy klatryno-zależnej. Klatryna jest także składnikiem płaszcza pęcherzyków transportujących powstałych w tym procesie endocytozy. Podobny proces, to jest formowania i odpączkowywania pęcherzyków opłaszczonych klatryną, zachodzi także w innych organellach komórkiaparacie Golgiego i w związanych systemach przedziałów błonowych.

    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

    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

    Folding@home jest projektem internetowym zorganizowanym przez Stanford University w Stanach Zjednoczonych. Projekt ma na celu badanie procesów zwijania białek, koncentruje się na badaniu sposobu w jaki cząsteczka białka składa się w przestrzeni. Jest to o tyle ważne, że od tego kształtu zależą funkcje, jakie może ona pełnić w organizmie. Na skutek nieprawidłowego złożenia się cząstki, mogą powstawać białka wywołujące choroby takie jak: CJD, choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, czy też słynne BSE, czyli "choroba szalonych krów".

    Folding@home jest projektem internetowym zorganizowanym przez Stanford University w Stanach Zjednoczonych. Projekt ma na celu badanie procesów zwijania białek, koncentruje się na badaniu sposobu w jaki cząsteczka białka składa się w przestrzeni. Jest to o tyle ważne, że od tego kształtu zależą funkcje, jakie może ona pełnić w organizmie. Na skutek nieprawidłowego złożenia się cząstki, mogą powstawać białka wywołujące choroby takie jak: CJD, choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, czy też słynne BSE, czyli "choroba szalonych krów".

    Skywalker, nazwisko jednego z najważniejszych rodów uniwersum Gwiezdnych Wojen. Pierwszą poznaną osobą o tym nazwisku była Shmi Skywalker, matka Anakina, który przez długą część swojego życia był Mrocznym Lordem Sithów, Darthem Vaderem. W czwartej części sagi pojawia się Luke Skywalker. Kolejne wydarzenia tłumaczą związek między nimi (Luke był synem Anakina/Vadera). W tym rodzie obecna była ogromna moc, prawdopodobnie ze względu na pochodzenie Anakina. Miał on być wybrańcem, tchniętym przez czystą Moc.

    Stereotaktyczne przeszczepy tkankowe istoty czarnej – eksperymentalna metoda leczenia choroby Parkinsona. Podejmowane dotychczas próby polegały na próbach transplantacji płodowej tkanki śródmózgowia zawierającej neurony dopaminergiczne do prążkowia chorych na chorobę Parkinsona. Przy założeniu że komórki dopaminergiczne mogą przeżyć i wytworzyć synapsy z innymi neuronami w mózgu biorcy, zaczną wytwarzać dopaminę i że mózg biorcy będzie mógł korzystać z niej w neurotransmisji na uszkodzonych przez proces chorobowy szlakach, metoda ta mogłaby być uznana za metodę leczenia przyczynowego schorzenia. Badania PET u biorców wykazały wzrost wychwytu znakowanej fluorem L-dopy w prążkowiu, obserwowano też poprawę kliniczną, zwłaszcza u młodszych pacjentów. U pacjentów którzy zmarli w czasie obserwacji badanie neuropatologiczne potwierdziło przyjęcie przeszczepu.

    Dodano: 05.04.2011. 17:17  


    Najnowsze