• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy znaleźli sposób na wytwarzanie neuronów

    25.05.2010. 20:12
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Naukowcy, których prace są w części finansowane ze środków unijnych, przekształcili komórki glejowe mózgu w dwie różne, funkcjonalne klasy neuronów. Ich odkrycia, opublikowane w czasopiśmie Public Library of Science (PLoS) Biology, mogą przyczynić się do istotnych postępów w leczeniu chorób neurozwyrodnieniowych takich jak choroba Alzheimera czy udar. Badania zostały częściowo sfinansowane ze środków projektu EUTRACC (Europejskie konsorcjum transkryptomu, regulomu i zaangażowania komórkowego), który otrzymał 12 mln EUR z tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE.

    Komórki glejowe (inaczej gleje), powszechnie znane jako klej układu nerwowego, otaczają neurony, które są odpowiedzialne za przekazywanie informacji. Gleje zapewniają im substancje odżywcze i tlen oraz odizolowują neurony jeden od drugiego. Chronią je również przed patogenami i usuwają martwe neurony.

    Nowe badania skoncentrowały się na astroglejach (glejach w kształcie gwiazdy), jednym z najpowszechniejszych typów glejów. Astrogleje mają kilka wypustek, które tworzą wspomagające rusztowanie dla neuronów. Są one również blisko spokrewnione z promienistymi komórkami glejowymi. W czasie rozwoju mózgu na etapie embrionalnymi gleje promieniste przekształcają się w neurony lub służą za rusztowanie, po którym migrują nowonarodzone neurony.

    Podczas gdy astrogleje nie potrafią zazwyczaj wytwarzać neuronów, zespołowi naukowemu skupionemu wokół profesor Magdaleny Götz i dr Benedikta Berningera z Centrum im. Helmholtza w Monachium, Niemcy, udało się wywołać ich przekształcenie w dwie podstawowe klasy neuronów korowych. Dokładniej astrogleje przekształciły się w neurony pobudzające i hamujące, które - jak wskazują ich nazwy - pobudzają lub hamują działanie w komórce docelowej.

    Wyniki uzyskano dzięki selektywnej ekspresji konkretnych czynników transkrypcyjnych - białek, które wiążą się ze specyficznymi sekwencjami DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego), a przez to sterują transferem informacji genetycznej.

    "W ramach tych badań udało nam się przeprogramować nowo stworzone neurony do tego stopnia, że mogą teraz wytwarzać funkcjonujące synapsy. Te z kolei uwalniają - w zależności od wykorzystanego czynnika transkrypcyjnego - pobudzające lub hamujące substancje neuroprzekaźnikowe" - mówi naczelny autor artykułu, dr Christophe Heinrichs z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana (LMU) w Monachium.

    "Nasze odkrycia pozwalają żywić nadzieję, że bariera oddzielająca astrogleje i komórki neuronowe, wszak blisko ze sobą spokrewnione, nie jest nie do pokonania" - dodaje dr Berninger. Może to otworzyć nowe ścieżki naprawiania uszkodzeń neuronalnych powodowanych na przykład przez choroby neurozwyrodnieniowe.

    W projekcie EUTRACC swe siły połączyło 20 partnerów, aby ustalić regulację genomu człowieka. Projekt stanowiący część międzynarodowej sieci ma na celu zmapowanie genetycznych węzłów regulacyjnych i sieci, które sterują procesem różnicowania na konkretne typy komórek. W jego ramach analizowany jest zespół obwodów genetycznych, które sterują tworzeniem się tkanek neuronalnych i układu krwionośnego.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Tkanka nerwowa (textus nervosus) – utworzona przez neurony (komórki nerwowe) i komórki glejowe, tworzy układ nerwowy. Odbiera, przekazuje i reaguje na bodźce pochodzące ze środowiska zewnętrznego, jak na przykład dotyk, temperatura czy światło. Przewodzi impulsy z neuronu do efektorów, od receptorów, przetwarza impulsy w adekwatne odpowiedzi, przewodzi impulsy z neuronu do innego neuronu, wytwarza substancje przekaźnikowe. Komórki nerwowe umożliwiają organizmowi normalne funkcjonowanie w danym środowisku, adekwatną odpowiedź w zależności od sytuacji w środowisku zarówno wewnętrznym jak i zewnętrznym. Neurony stale rejestrują się, analizują informacje o stanie wewnętrznym organizmu jak i zewnętrznym stanie otoczenia, przez co przygotowują organizm do adekwatnej reakcji. Do neuronów należy również koordynacja aktywności intelektualnej, świadomości, podświadomości, aktywności ruchowej czy też czynności gruczołów dokrewnych. Neurony lustrzane – grupy komórek nerwowych (neuronów), które uaktywniają się podczas wykonywania pewnej czynności lub obserwowania jej u innych osobników. Neurony lustrzane odkryto w mózgu małp i człowieka. Podejrzewa się, że dzięki nim osobnik na widok pewnej czynności jest w stanie niemal natychmiast odgadnąć intencje innego osobnika nie tylko tego samego gatunku. U człowieka odpowiadają prawdopodobnie również za zdolność do rozpoznawania cudzych emocji i intencji wyrażanych niewerbalnie, czyli empatię oraz współczucie. U kręgowców, neurony czuciowe to neurony, które wychodzą swoimi wypustkami z włókien mięśniowych i tworzą synapsy z rdzeniem kręgowym lub pniem mózgu. W łuku odruchowym bodźce są przekazywane neuronami czuciowymi do neuronów pośredniczących, skąd odpowiedź na nie jest przesyłana neuronem motorycznym do mięśnia.

    Neuron, komórka nerwowa – rodzaj elektrycznie pobudliwej komórki zdolnej do przetwarzania i przewodzenia informacji w postaci sygnału elektrycznego. Neurony są podstawowym elementem układu nerwowego zwierząt. Najwięcej neuronów znajduje się w ośrodkowym układzie nerwowym w skład którego wchodzi mózgowie oraz rdzeń kręgowy. Neurogeneza postnatalna – proces tworzenia neuronów po narodzeniu. Nowe neurony powstają nadal w opuszce węchowej i hipokampie. Są podejrzenia, że zachodzi również w innych częściach mózgu. U ssaków proliferacja komórek macierzystych neuronów utrzymuje się w:

    Neurotropowy czynnik pochodzenia mózgowego (ang. Brain Derived Neurotrophic Factor, BDNF) – białko wydzielane przez neurony, należące do rodziny czynników wzrostu nerwów. W mózgu BDNF warunkuje funkcjonowanie neuronów siatkówki, cholinergicznych i dopaminergicznych. W obwodowym układzie nerwowym wywiera wpływ na motoneurony i neurony czuciowe. Komórki Rohona-Bearda – wyspecjalizowane neurony o funkcji mechanoreceptorowej występujące na etapie embrionalnym rozwoju w grzbietowej części rdzenia kręgowego u ryb i płazów. Neurony Rohona-Bearda wykształcają się na granicy ektodermy epidermalnej (powierzchniowej) i neuroektodermy, jako pierwsze w kolejności neurony receptorowe. U większości gatunków zanikają one w trakcie rozwoju osobniczego (np. u danio pręgowanego w ciągu pierwszych dwóch dni rozwoju, na etapie larwalnym, by zostać zastąpionymi przez zwój korzeni grzbietowych nerwów rdzeniowych) na drodze apoptozy. W naukach biologicznych są przedmiotem badań nad apoptozą.

    Hydralazyna (łac. Hydralazinum) – lek rozluźniający mięśniówkę gładką naczyń krwionośnych, dzięki czemu wykazuje działanie hipotensyjne (obniża ciśnienie tętnicze krwi). Ostatnie badania wykazały jej neuroprotekcyjne działanie, ponieważ chroni przed niszczącym działaniem akroleiny wydzielanej przez uszkodzone neurony (po udarze mózgu, w chorobie Alzheimera, Parkinsona). Kora mózgu - struktura mózgu, w części kresomózgowia, zbudowana z istoty szarej, którą stanowią komórki neuronów. Jest największą częścią płaszcza, pokrywa obydwie półkule kresomózgowia. Tworzy ją około 10 mld komórek nerwowych ułożonych w sześciu warstwach o różnej grubości. Dominują w niej komórki piramidalne (najbardziej charakterystyczne dla kory), gwiaździste (głównie w czwartej warstwie) oraz wrzecionowate (w najgłębszej warstwie kory). Kora mózgu osiąga grubość do 4,5 mm. Jest bardzo silnie pofałdowana, dzięki czemu przy mniejszej objętości posiada większą powierzchnię czynną - 2 500 cm u człowieka , co odpowiada powierzchni kuli o średnicy 28 cm.

    Zespół neuronów (ang. neural ensemble) jest populacją komórek układu nerwowego (lub neuronów w hodowli) biorących udział w określonym procesie przetwarzania informacji w układzie nerwowym.

    Neurony von Economo lub neurony wrzecionowate (ang. spindle neurons, von Economo neurons, VENs) – rodzaj komórek nerwowych, charakteryzujących się wrzecionowatym perikarionem, z jednej strony przechodzącym w pojedynczy neuryt, po drugiej stronie w pojedynczy dendryt. Neurony von Economo znajdują się w określonych obszarach kory mózgowej ludzi i innych człowiekowatych, waleni (humbaków, finwali, orek, kaszalotów, butlonosów, delfinów Risso, białuch), a także słoni afrykańskich i indyjskich. Odkrywcą tych szczególnych neuronów był Constantin von Economo.

    Constantin Alexander Economo, baron San Serff (ur. 21 sierpnia 1876 w Braile, zm. 21 października 1931 w Wiedniu) – rumuńsko-austriacki lekarz neurolog i pionier awiacji. Niezależnie od Jean René Crucheta opisał śpiączkowe zapalenie mózgu (encephalitis lethargica epidemica, zapalenie mózgu von Economo), dokonał też pionierskich badań nad fizjologią snu i cytoarchitektoniką kory mózgowej. Odkrył neurony wrzecionowate. W jego dorobku naukowym znajdują się cztery monografie i około 140 artykułów, które napisał na przestrzeni 33 lat pracy naukowej. Jako pierwszy obywatel Austrii otrzymał międzynarodową licencję pilota. ZISC (ang. Zero Instruction Set Computer) – technologia oparta na pomysłach wziętych ze sztucznej sieci nerwowej. Pomysł został wynaleziony przez Guya Pailleta oraz został przez niego rozwinięty razem z dr. Pascalem Tannhofem z IBM. Pierwsza generacja chipu ZISC zawiera 36 niezależnych komórek, które mogą być uważane za neurony lub równoległe procesory. Każda z nich może porównać wektor wejściowy, którego rozmiar może osiągnąć do 64 bajtów z podobnym wektorem przechowywanym w komórkach pamięci. Jeśli wektor wejściowy odpowiada wektorowi w komórce pamięci to komórka ta „wypala”. Sygnał wyjściowy zawiera komórki, która miała dopasowanie, jak również znacznik który mówi, że nie wystąpiło dopasowanie.

    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. Neuroblast – komórka macierzysta dla neuronów oraz komórek glejowych. Neuroblasty różnicują się w kierunku neuronów i komórek gleju przede wszystkim w okresie embrionalnym, ale proces neurogenezy zachodzi również w mózgowiu ssaków w okresie postnatalnym. Wykazano obecność neuroblastów w strefie przyziarnistej zakrętu zębatego i w strefie przykomorowej komór bocznych (ang. subventricular zone, SVZ)

    Dodano: 25.05.2010. 20:12  


    Najnowsze