Учените са открили молекула, която контролира съдбата на зрели сензорни неврони

Учени от Института Салк са открили, че ролята на неврони, които са отговорни за специфични задачи в мозъка е по-гъвкав, отколкото се смяташе досега.

С изучаването на сензорните неврони в мишки, екип от учени установи, че промените в една молекула може да доведе до преориентиране на невроните. Например, един неврон, първоначално предназначен за обработка на звук или тактилно усещане, но вместо това започва да участва в процеса на зрението.

Съседни неврони в таламуса показано по време на образуване на връзки с зрителната кора (червено) и кора соматосензорен. видими телесни клетки (клетките, подобно на звездата на дъното вдясно) и аксоните (процеси, протичащи надолу)

Това откритие, публикувани 11 Май 2015 в списание PNAS, може да помогне на учените да разберат по-добре как мозъкът е кодиран молекулно архитектура. Тя също може да осигури пътека за профилактика или лечение на човешки болести (като аутизъм), в които са налице значителни отклонения на мозъчни структури.

"Открихме неочаквано механизъм, който осигурява невероятна пластичността на мозъка в сетивни неврони съзряване период" - каза първият автор на проучването Андреас Zembritski, старши сътрудник в Института Салк.

Този механизъм - транскрипционния фактор наречен Lhx2, - който е инактивиран в неврони може да се използва за активиране или деактивиране на гена за промяна на функцията на сензорни неврони в мишки. Известно е, че Lhx2 фактор присъства в много други видове клетки, не само в мозъка, и че е необходима за развитието на части от плода тялото. Без фактор Lhx2 животни обикновено умират в утробата. Въпреки това, той не е известно точно какво Lhx2 фактор също оказва влияние върху клетките след раждането.

"Този процес се случва, когато на неврона съзрява и вече не разделя. Ние не осъзнавах, докато това изследване, относително зрели неврони могат да бъдат препрограмирани по този начин, - казва старши автор Денис О'Лиъри, професор в Института Салк и собственик на Министерството на Vincent J. Coates в молекулярната невробиология .. - Това откритие дава нови идеи за това как да се създаде мозъка архитектура и потенциален терапевтичен подход, който засяга тази структура ".

В кората на главния мозък съседни клетки показват по време на създаването на съединения с зрителната кора (червено) и кора соматосензорен (зелен)

Учените смятат, че невроните в процеса на програмиране е мигновен процес. Те си мислеха, че стволовите клетки, които генерират неврони, като функциите им са програмирани, когато узреят. Макар да е вярно, екипът от учени е открил, че се нуждае от още един компонент: Lhx2 транскрипция фактор в зрели неврони, които в крайна сметка контролира съдбата на невроните.

При проучване върху мишки, учените са манипулирани фактор Lhx2, за да се създаде "ключ" на невроните съдбата скоро след раждането (когато мишката неврони са напълно оформени и се считат за зрели). Изследователите наблюдават как Lhx2 фактор на Контролирани инструктирани неврони се поставят в едно поле дръжка друга сензорна информация, простираща се по този начин една област, за сметка на друг. Учените все още не знаят, за да може да се контролира с Lhx2 фактори позволяват на невроните да променят тяхната функция през целия жизнен цикъл на организма.

"Това изследване доказва, че мозъкът е много пластмаса, тя отговаря на генетични и епигенетични влияние след раждането - каза О'Лиъри. - Преди клинично приложение на открития в мозъчни заболявания все още е далеч, но сега имаме нов начин да се мисли за това ".

В предния мозък ембрионална мишка показва генетично модифицирани неврони в неокортекса (оранжево / жълто). Кортикални стволови клетки и неврони в други мозъчни области остават непроменени.

"Тъй като това проучване е проведено върху мишки, ние не знаем времевата рамка, в която Lhx2 фактор ще работи в хора, но ние знаем, че след раждането на невроните в мозъка на детето все още не е взел решение по окончателния си функция - те са в процес на развитие връзка между тях. Това може да отнеме години "- каза Zembritski.

"Независимо от това, това откритие може да допринесе за успеха на ранната интервенция в някои много малки деца, диагностицирани с аутизъм - добавя Zembritski. - развитие на връзки в мозъка се определя както генетично и под влияние епигенетични околната и ранна интервенция, което предотвратява образуването на неправилни връзки може да бъде например от сходни генетични и епигенетични механизми, които се контролират от Lhx2 фактор ".