Odkrycie komórek nerwowych może ulepszyć możliwości leczenia pacjentów z chorobami neurodegeneracyjnymi

Odkrycie komórek nerwowych może ulepszyć możliwości leczenia pacjentów z chorobami neurodegeneracyjnymi

Odkrycia, które może ulepszyć możliwości leczenia pacjentów z chorobami neurodegeneracyjnymi, dokonali naukowcy z King's College London i Uniwersytetu w Bath w Wielkiej Brytanii.

Odkrycie to koncentruje się na cząsteczce, która odgrywa ważną rolę w rozwoju komórek nerwowych i wiadomo, że przyczynia się do chorób, gdy działają nieprawidłowo. Wcześniej sądzono, że cząsteczka ta występuje wyłącznie w jądrze (organelli zawierającej DNA komórki i oddzielonej od reszty komórki błoną), ale nowe badanie potwierdza wcześniejsze ustalenia tego samego zespołu, że można ją również znaleźć w cytoplazmie (wodnistym wnętrzu komórki). Badanie pokazuje także po raz pierwszy, że pula cytoplazmatyczna tego białka jest funkcjonalnie aktywna.

Odkrycie to ma ważne implikacje dla badań nad chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Alzheimera i choroba neuronu ruchowego.

Odkrycia, opisanego w czasopiśmie Current Biology, dokonała profesor Corinne Houart z King's College w Londynie we współpracy z dr Nikolasem Nikolaou z Wydziału Nauk Przyrodniczych w Bath.

Utrata funkcji nerwów

Naukowcy wiedzą od pewnego czasu, że białka splicingowe – cząsteczki badane w ramach tych badań – mogą czasami agregować i tworzyć nierozpuszczalne kompleksy w cytoplazmie komórki, a kompleksy te mogą zakłócać funkcję neuronu (komórki nerwowej), ostatecznie powodując utratę funkcji i degenerację neuronu. Jednakże to badanie jako pierwsze wykazało, że kluczowe białko splicingowe można znaleźć w kompleksach białko/RNA informacyjny (znanych jako granulki RNA) w aksonach komórek nerwowych.

Aksony to długie wypustki, które przewodzą impulsy elektryczne z dala od ciała komórki nerwowej, łączą neurony z sąsiednimi neuronami lub przekazują informacje z neuronów do tkanek w organizmie (np. mięśni lub skóry). Wiadomo, że dysfunkcja aksonów jest przyczyną wielu postępujących zaburzeń neurologicznych, więc odkrycie białek splicingowych w tej części komórki nerwowej dostarcza wskazówek na temat mechanizmu, który może prowadzić do choroby.

Tworzenie cząsteczki informacyjnego RNA

E-Book Genetyka i genomika

Zestawienie najważniejszych wywiadów, artykułów i aktualności z ostatniego roku. Pobierz bezpłatną kopię

Naukowcy odkryli, że białko splicingowe SNRNP70 wiąże się z niciami informacyjnego RNA (mRNA), a następnie je kształtuje. Nici te przenoszą informację genetyczną z DNA w jądrze do cytoplazmy komórki. Informacje zawarte w mRNA tworzą inne białka, elementy budulcowe życia. Zespół odkrył również, że białko splicingowe jest potrzebne, aby mRNA mogło przemieszczać się z ciała komórki nerwowej wzdłuż aksonów do bardziej peryferyjnych części neuronu.

Komentując te badania, w których wykorzystano danio pręgowanego jako system modelu genetycznego, dr Nikolaou: „Kiedy ingerowaliśmy w funkcję białka splicingowego, zobaczyliśmy, że neurony ruchowe nie utworzyły się prawidłowo i utraciły inne ważne połączenia. Tego typu zachowanie obserwuje się również w przypadku neurodegeneracji u ludzi. Jednakże, gdy SNRNP70 został ponownie wprowadzony jedynie do cytoplazmy i aksonów tych neuronów, wystarczyło przywrócenie łączności ruchowej i neuronów przywrócić funkcję.”

Mimo że danio pręgowany jest małą rybą słodkowodną, ​​jest gatunkiem o układzie nerwowym niezwykle podobnym do ludzkiego.

W kolejnej fazie tych badań dr Nikolaou zbada dokładną funkcję tego białka w aksonach. „Wiemy, że białka oddziałują z innymi białkami, zatem z jakimi białkami ta cząsteczka wchodzi w interakcję? A co się stanie, gdy usuniemy te kompleksy z cytoplazmy – jak wpływa to na funkcjonowanie neuronów?”

Teraz, gdy wiemy, że tego typu cząsteczki pełnią funkcje poza jądrem, musimy podejść do neurodegeneracji z innej perspektywy i zadać sobie pytanie, w jaki sposób te chorobotwórcze agregaty wpływają na funkcję tych białek nie tylko w jądrze, ale także w cytoplazmie i jaką rolę odgrywają w rozpadzie neuronów. To coś, o czym wcześniej nie myślano.”

Dr Nikolas Nikolaou, Wydział Nauk Biologicznych, Uniwersytet w Bath

Źródło:

Uniwersytet w Bath

Odniesienie:

Nikolaou, N. i in. (2022) Pula cytoplazmatyczna białka spliceosomu U1 SNRNP70 kształtuje transkryptom aksonalny i reguluje łączność motoryczną. Aktualna biologia. doi.org/10.1016/j.cub.2022.10.048.

.