Otkriće živčanih stanica može poboljšati mogućnosti liječenja pacijenata s neurodegenerativnim bolestima

Otkriće živčanih stanica može poboljšati mogućnosti liječenja pacijenata s neurodegenerativnim bolestima

Do otkrića koje bi moglo poboljšati mogućnosti liječenja pacijenata s neurodegenerativnim bolestima došli su znanstvenici s King's Collegea u Londonu i Sveučilišta u Bathu u Ujedinjenom Kraljevstvu.

Ovo otkriće usredotočeno je na molekulu koja igra važnu ulogu u razvoju živčanih stanica i poznato je da pridonosi bolesti kada ne funkcionira. Prethodno se smatralo da je ova molekula ograničena na jezgru (organela koja sadrži staničnu DNK i odvojena je od ostatka stanice membranom), ali ova nova studija potvrđuje prethodna otkrića istog tima da se može naći i u citoplazmi (vodenasta unutrašnjost stanice). Studija također po prvi put pokazuje da je citoplazmatski bazen ovog proteina funkcionalno aktivan.

Ovo otkriće ima važne implikacije za istraživanje neurodegenerativnih bolesti poput Alzheimerove bolesti i bolesti motoričkih neurona.

Do otkrića, opisanog u Current Biology, došla je profesorica Corinne Houart s King's Collegea u Londonu u suradnji s dr. Nikolasom Nikolaouom s Odjela za znanosti o životu u Bathu.

Gubitak funkcije živaca

Znanstvenici već neko vrijeme znaju da se proteini spajanja—molekule proučavane u ovom istraživanju—ponekad mogu agregirati i formirati netopljive komplekse u citoplazmi stanice i da ti kompleksi mogu poremetiti funkciju neurona (živčane stanice), uzrokujući u konačnici da neuron izgubi funkciju i degenerira. Međutim, ova je studija prva koja pokazuje da se ključni protein za spajanje može pronaći unutar kompleksa protein/glasnička RNA (poznatih kao RNA granule) unutar aksona živčanih stanica.

Aksoni su duge projekcije koje odvode električne impulse od tijela živčane stanice, povezuju neurone sa susjednim neuronima ili prenose informacije od neurona do tkiva u tijelu (npr. mišiće ili kožu). Poznato je da je disfunkcija aksona uzrok mnogih progresivnih neuroloških poremećaja, tako da otkriće spojenih proteina u ovom dijelu živčane stanice daje naznake mehanizmu koji bi mogao dovesti do bolesti.

Formiranje molekule messenger RNA

E-knjiga o genetici i genomici

Kompilacija najboljih intervjua, članaka i vijesti iz prošle godine. Preuzmite besplatnu kopiju

Istraživači su otkrili da se protein za spajanje SNRNP70 veže na lance glasničke RNA (mRNA) i zatim ih oblikuje. Ovi lanci prenose genetske informacije od DNK u jezgri do citoplazme stanice. Informacije u mRNA stvaraju druge proteine, građevne blokove života. Tim je također otkrio da je protein za spajanje potreban da bi se mRNA kretala od tijela živčane stanice duž aksona do perifernijih dijelova neurona.

Komentirajući ovo istraživanje, koje koristi ribu zebricu kao sustav genetskog modela, dr. Nikolaou: "Kada smo interferirali s funkcijom proteina za spajanje, vidjeli smo da se motorički neuroni nisu dobro formirali i izgubili su druge važne veze. Ovakav tip ponašanja također je opažen u ljudskoj neurodegeneraciji. Međutim, kada je SNRNP70 ponovno uveden samo u citoplazmu i aksone tih neurona, bilo je dovoljno da se obnovi motorička povezanost i neuronski za vraćanje funkcije.”

Unatoč tome što je mala slatkovodna riba, zebrica je vrsta sa živčanim sustavom nevjerojatno sličnim ljudskom.

U sljedećoj fazi ovog istraživanja, dr. Nikolaou će istražiti točnu funkciju ovog proteina u aksonima. "Znamo da proteini stupaju u interakciju s drugim proteinima, pa s kojim proteinima ova molekula stupa u interakciju? I što se događa kada te komplekse uklonimo iz citoplazme - kako to utječe na funkciju neurona?"

Sada kada znamo da ove vrste molekula imaju funkciju izvan jezgre, moramo pristupiti neurodegeneraciji iz drugačijeg kuta i zapitati se kako ti agregati koji uzrokuju bolest utječu na funkciju ovih proteina ne samo u jezgri nego i u citoplazmi i kakvu ulogu imaju u razgradnji neurona. To je nešto o čemu se dosad nije razmišljalo.”

Dr. Nikolas Nikolaou, Odjel za biološke znanosti, Sveučilište u Bathu

Izvor:

Sveučilište u Bathu

Referenca:

Nikolaou, N., et al. (2022) Citoplazmatski skup U1 spliceosomskog proteina SNRNP70 oblikuje transkriptom aksona i regulira motoričku povezanost. Current Biology. doi.org/10.1016/j.cub.2022.10.048.

.