Objev nervových buněk může zlepšit možnosti léčby pacientů s neurodegenerativními onemocněními

Objev nervových buněk může zlepšit možnosti léčby pacientů s neurodegenerativními onemocněními

Objev, který by mohl zlepšit možnosti léčby pacientů s neurodegenerativními onemocněními, učinili vědci z King's College London a University of Bath ve Spojeném království.

Toto zjištění se zaměřuje na molekulu, která hraje důležitou roli ve vývoji nervových buněk a je známo, že přispívá k onemocnění, když selhává. Dříve se předpokládalo, že tato molekula je omezena na jádro (organela, která obsahuje buněčnou DNA a je oddělena od zbytku buňky membránou), ale tato nová studie potvrzuje předchozí zjištění stejného týmu, že ji lze nalézt také v cytoplazmě (vodnatý vnitřek buňky). Studie také poprvé ukazuje, že cytoplazmatický pool tohoto proteinu je funkčně aktivní.

Toto zjištění má důležité důsledky pro výzkum neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova choroba a onemocnění motorických neuronů.

Objev, popsaný v Current Biology, učinila profesorka Corinne Houartová z King's College London ve spolupráci s doktorem Nikolasem Nikolaouem z katedry biologických věd v Bath.

Ztráta funkce nervů

Vědci již nějakou dobu vědí, že sestřihové proteiny – molekuly studované v tomto výzkumu – mohou někdy agregovat a vytvářet nerozpustné komplexy v cytoplazmě buňky a že tyto komplexy mohou narušit funkci neuronu (nervové buňky), což nakonec způsobí, že neuron ztratí funkci a degeneruje. Tato studie je však první, která ukazuje, že klíčový sestřihový protein lze nalézt v komplexech protein/messenger RNA (známých jako RNA granule) v axonech nervových buněk.

Axony jsou dlouhé výběžky, které vedou elektrické impulsy pryč z těla nervové buňky, spojují neurony se sousedními neurony nebo přenášejí informace z neuronů do tkání v těle (např. svaly nebo kůže). Je známo, že dysfunkce axonů je příčinou mnoha progresivních neurologických poruch, takže objev sestřihových proteinů v této části nervové buňky poskytuje vodítka k mechanismu, který by mohl vést k onemocnění.

Tvorba molekuly messenger RNA

Elektronická kniha Genetika a genomika

Kompilace top rozhovorů, článků a novinek za poslední rok. Stáhněte si bezplatnou kopii

Vědci zjistili, že sestřihový protein SNRNP70 se váže na řetězce messenger RNA (mRNA) a poté je tvaruje. Tyto řetězce přenášejí genetickou informaci z DNA v jádře do cytoplazmy buňky. Informace v mRNA vytváří další proteiny, stavební kameny života. Tým také objevil, že sestřihový protein je potřebný k tomu, aby se mRNA pohybovala z těla nervové buňky podél axonů do perifernějších částí neuronu.

Dr. Nikolaou komentuje tento výzkum, který využívá zebrafish jako genetický modelový systém: "Když jsme zasáhli do funkce sestřihového proteinu, viděli jsme, že motorické neurony se netvořily dobře a ztratily další důležitá spojení. Tento typ chování je také pozorován u lidské neurodegenerace. Když však byl SNRNP70 znovu zaveden pouze do cytoplazmy a axonů, stačilo obnovit spojení těchto neuronů a axonů. neuronální k obnovení funkce."

Navzdory tomu, že jde o malou sladkovodní rybu, je zebřička druh s nervovým systémem pozoruhodně podobným lidskému.

V další fázi tohoto výzkumu, Dr. Nikolaou zkoumat přesnou funkci tohoto proteinu v axonech. "Víme, že proteiny interagují s jinými proteiny, takže se kterými proteiny tato molekula interaguje? A co se stane, když tyto komplexy odstraníme z cytoplazmy - jak to ovlivní funkci neuronů?"

Nyní, když víme, že tyto typy molekul mají funkci mimo jádro, musíme k neurodegeneraci přistoupit z jiného úhlu a položit si otázku, jak tyto choroboplodné agregáty ovlivňují funkci těchto proteinů nejen v jádře, ale i v cytoplazmě a jakou roli hrají při rozpadu neuronů. To je něco, o čem se dosud neuvažovalo."

Dr. Nikolas Nikolaou, Katedra biologických věd, University of Bath

Zdroj:

Univerzita v Bathu

Odkaz:

Nikolaou, N., a kol. (2022) Cytoplazmatický pool spliceosomového proteinu U1 SNRNP70 tvaruje axonální transkriptom a reguluje motorickou konektivitu. Současná biologie. doi.org/10.1016/j.cub.2022.10.048.

.