Het is een wonder van de natuur in het midden van vele miljarden soortgelijke cellen in de hersenen en het ruggenmerg, kunnen neuronen hun axonen te breiden tendrillous precies de juiste plek om verbindingen te vormen. Anders zouden we niet bewegen, zin of goed denken, of helemaal niet.

In een nieuwe studie, rapporteren de onderzoekers een ontdekking die helpt verklaren hoe axonen hun weg kunnen vinden door middel van de middellijn van het ruggenmerg.



De resultaten dragen bij aan de oplossing van het geheim van de basis van de axon begeleiding, maar ook wetenschappers beetje 'dichter bij het bereiken aspiratie arts om de schade aan het centrale zenuwstelsel te herstellen kan bevorderen. Lood auteur Alexander Jaworski, assistent professor in de neurowetenschappen aan de Brown University en een lid van Brown Institute for Brain Science, zei:

"We hebben een nieuwe cue dat axonen begeleiden geïdentificeerd. Het onderzoek dat de mechanismen die het mogelijk maken de neuronen om de juiste verbindingen, met inbegrip van onze studie vormen verduidelijkt, hebben het potentieel om de behandeling benaderingen te informeren voor de neuronale reparatie."

Blijf weg van Nell2

De bijzondere ontdekking Jaworski en zijn co-auteurs een eiwit genaamd "Nell2", die fungeert als een bord "niet betreden" het pad van een groeiende axon.

Nell2 is het eerste eiwit waarvan bekend te binden aan een receptor op neuronen bekend als kritisch Robo3. Als dat gebeurt de obligatie, axon groei afwijkt weg, experimenten van het team te laten zien.

Nell2 voegt vervolgens een drietal tekenen dat Robo3 loopt in de regulatie van axon groei. De aanwezigheid van Netrin trekt axonen uiten Robo3 en een bepaald subtype van Robo3 laat axonen te negeren signalen weerzinwekkende verstrekt door een ander eiwit genaamd spleet.

Rode bloedcellen gekleurd in deze

De uiting van de receptor Robo3 rust dan een neuron om hun axonen groeien volgens de volgende regels: gaan en staan ​​waar ze moeten, vermijd verboden gebieden, en negeer de verboden bedoeld voor andere neuronen, maar niet voor hen.

Jaworski begon onderzoek, terwijl een postdoctoraal wetenschapper bij Genentech in South San Francisco, Calif., En bleef het op Rockefeller University voordat u het op Brown, waar hij twee jaar geleden aankwam.

Destijds hij een reeks laboratoriumexperimenten die Nell2 aangeduid als bindende partners voor Robo3 uitgevoerd, bleek dat zijn aanwezigheid afstoot axonen en aangetoond dat de expressie van zowel Robo3 en Nell2 is vereist voor axon guidance.

Betekenis Spinal

Heeft hij het werk in het modelsysteem van de rat ruggenmerg. Zoals in de hersenen, zijn er verschillende linker en rechter zijden die zijn verbonden door axonen kruisen de middellijn.

Zijn werk helpt dus om uit te leggen wat drijft deze axonen tijdens bepaalde overtocht.

Een zeldzame menselijke genetische ziekten illustreert het belang van deze verbindingen. Mensen met een mutatie die hen ervan weerhoudt uiten Robo3 kunnen hun ogen niet bewegen van links naar rechts, zei Jaworski.

Een dergelijke beweging wordt gerealiseerd wanneer een spier aan één zijde van de contracten ogen en spieren ontspant aan de andere kant.

Mensen zonder Robo3 niet axons dat de middellijn van de achterhersenen steken en dus signalen uitzenden tegengesteld aan weerszijden van het oog hebben. In plaats daarvan werkt de spieren aan weerszijden contract en het oog niet zijwaarts.

Naast de hersenen?

De volgende stap in het onderzoek is om te bepalen of Jaworski Nell2 Robo3 en samen te werken zoals ze doen in de hersenen aan het ruggenmerg. Science co-auteur en senior Holly Gildea Brown neurowetenschap helpt om dat werk te leiden.

Als Nell2 feite is eveneens actief in de hersenen, zodat de bevindingen kunnen toekomstige klinische benaderingen zijn hoogte. Zenuwen groeien relatief goed in het grootste deel van het lichaam, Jaworski gezegd, maar in de hersenen na een blessure of degeneratie neurologen zal waarschijnlijk nodig om de hergroei te begeleiden.

Het kan ontoereikend zijn, bijvoorbeeld om bepaalde stamcellen implantaat en zet ze in neuronen om verschillende redenen. Onder hen is het project dat de ontwikkeling van de neurale basis leidt niet bestaan ​​voorbij de kindertijd.

"Een groot probleem is dat alle instructies die aanwezig waren toen de hersenen aanvankelijk ontwikkelen was er niet meer," zei Jaworski.

Neurale reparatie is een lange-termijn doel, om zeker te zijn, maar de fundamentele ontdekkingen, zoals de identificatie van Nell2 kan de weg te effenen.

Operationele redundantie in axon begeleiding via Robo3 multifunctionele receptor en zijn ligand Nell2
Alexander Jaworski, Irene Tom, Raymond K. Tong, Holly K. Gildea, Alexander W. Koch, C. Lino Gonzalez, en Marc Tessier-Lavigne
Wetenschap 20 november 2015: 350, 961-965.

Top