Odkritje živčnih celic lahko izboljša možnosti zdravljenja bolnikov z nevrodegenerativnimi boleznimi

Odkritje živčnih celic lahko izboljša možnosti zdravljenja bolnikov z nevrodegenerativnimi boleznimi

Do odkritja, ki bi lahko izboljšalo možnosti zdravljenja bolnikov z nevrodegenerativnimi boleznimi, so prišli znanstveniki s King's College London in Univerze v Bathu v Združenem kraljestvu.

To odkritje se osredotoča na molekulo, ki ima pomembno vlogo pri razvoju živčnih celic in je znano, da prispeva k bolezni, ko ne deluje pravilno. Prej se je mislilo, da je ta molekula omejena na jedro (organel, ki vsebuje celično DNK in je od preostale celice ločen z membrano), vendar ta nova študija potrjuje prejšnje ugotovitve iste ekipe, da jo je mogoče najti tudi v citoplazmi (vodna notranjost celice). Študija tudi prvič kaže, da je citoplazemski bazen tega proteina funkcionalno aktiven.

Ta ugotovitev ima pomembne posledice za raziskave nevrodegenerativnih bolezni, kot sta Alzheimerjeva bolezen in bolezen motoričnih nevronov.

Odkritje, opisano v Current Biology, je naredila profesorica Corinne Houart na King's College London v sodelovanju z dr. Nikolasom Nikolaoujem iz Oddelka za vede o življenju v Bathu.

Izguba delovanja živcev

Znanstveniki že nekaj časa vedo, da se proteini za spajanje – molekule, ki so jih preučevali v tej raziskavi – lahko včasih agregirajo in tvorijo netopne komplekse v citoplazmi celice in da lahko ti kompleksi motijo ​​delovanje nevrona (živčne celice), kar na koncu povzroči, da nevron izgubi funkcijo in degenerira. Vendar pa je ta študija prva, ki je pokazala, da je ključni protein za spajanje mogoče najti v kompleksih protein/messenger RNA (znanih kot zrnca RNA) znotraj aksonov živčnih celic.

Aksoni so dolge izbokline, ki vodijo električne impulze stran od telesa živčne celice, povezujejo nevrone s sosednjimi nevroni ali prenašajo informacije od nevronov do tkiv v telesu (npr. mišic ali kože). Znano je, da je aksonska disfunkcija vzrok številnih progresivnih nevroloških motenj, zato odkritje spojnih proteinov v tem delu živčne celice daje namige za mehanizem, ki bi lahko vodil do bolezni.

Tvorba molekule messenger RNA

E-knjiga o genetiki in genomiki

Zbirka najboljših intervjujev, člankov in novic zadnjega leta. Prenesite brezplačno kopijo

Raziskovalci so ugotovili, da se spojni protein SNRNP70 veže na verige messenger RNA (mRNA) in jih nato oblikuje. Te verige prenašajo genetske informacije iz DNK v jedru v celično citoplazmo. Informacije v mRNA ustvarjajo druge beljakovine, gradnike življenja. Ekipa je tudi odkrila, da je protein za spajanje potreben, da se mRNA premakne iz telesa živčne celice vzdolž aksonov v bolj periferne dele nevrona.

Dr. Nikolaou komentira to raziskavo, ki uporablja ribo cebrico kot sistem genetskega modela: "Ko smo posegli v delovanje proteina za spajanje, smo videli, da se motorični nevroni ne oblikujejo dobro in so izgubili druge pomembne povezave. Tovrstno vedenje opazimo tudi pri človeški nevrodegeneraciji. Vendar, ko je bil SNRNP70 ponovno uveden samo v citoplazmo in aksone teh nevronov, je bilo to dovolj za obnovitev motorične povezanosti in nevronska funkcija."

Kljub temu, da je cebrica majhna sladkovodna riba, je vrsta z živčnim sistemom, izjemno podobnim človeškemu.

V naslednji fazi te raziskave bo dr. Nikolaou raziskal natančno funkcijo tega proteina v aksonih. "Vemo, da proteini interagirajo z drugimi proteini, torej s katerimi proteini ta molekula interagira? In kaj se zgodi, ko te komplekse odstranimo iz citoplazme - kako to vpliva na delovanje nevronov?"

Zdaj, ko vemo, da imajo te vrste molekul funkcijo zunaj jedra, se moramo nevrodegeneracije lotiti z drugega zornega kota in se vprašati, kako ti agregati, ki povzročajo bolezni, vplivajo na delovanje teh proteinov ne samo v jedru, temveč tudi v citoplazmi in kakšno vlogo imajo pri razpadu nevronov. To je nekaj, o čemer prej še nismo razmišljali.”

Nikolas Nikolaou, Oddelek za biološke vede, Univerza v Bathu

Vir:

Univerza v Bathu

Referenca:

Nikolaou, N., et al. (2022) Citoplazmatski bazen proteina spliceosoma U1 SNRNP70 oblikuje aksonski transkriptom in uravnava motorično povezljivost. Trenutna biologija. doi.org/10.1016/j.cub.2022.10.048.

.