Die Stabilisierung der neuronalen Verzweigung für eine gesunde Gehirn-Schaltung: Neuartige molekulare Mechanismus regulieren können Mikrotubuli-Stabilität, wichtig für die neuronale Verzweigung und potenziell für die nervenregeneration

Neuronen bilden schaltkreise in unserem Gehirn durch die Schaffung baumartige Verzweigungen mit einander zu verbinden. Neu entstandene Branchen Vertrauen auf die Stabilität der Mikrotubuli, eine Bahn-ähnlichen system wichtig für den transport von Material in Zellen. Die Mechanismen, die Regeln, die die Stabilität der Mikrotubuli in den Filialen sind weitgehend unbekannt. Neue Forschung von der Vickie & Jack Farber Institut für Neurowissenschaften — Jefferson Gesundheit hat festgestellt, ein Schlüssel-Molekül, stabilisiert Mikrotubuli und verstärkt neue neuronale Verzweigungen.

„Wie die Eisenbahn in eine neue Stadt, stabilen Mikrotubuli transportieren das wertvolle material neu gebildeten Zweige, so dass Sie wachsen und Reifen“, erklärt Dr. Le Ma, associate professor in der Abteilung von Neurologie und leitender Autor der Studie. Mikrotubuli-Stabilität reguliert durch Proteine, so genannte Mikrotubuli-assoziierten Proteinen (MAPs), unter denen sich viele Subtypen. Frühere arbeiten von Dr. Ma und Stephen Tymanskyj, ein postdoctoral fellow im Labor, identifiziert hatte eine Unterart namens MAP7, und festgestellt, dass es lokalisiert an den Standorten, wo neue Zweige gebildet werden. Das machte es ein guter Kandidat für die Regulierung der Mikrotubuli-Stabilität.

In der neuen Studie, veröffentlicht 7. August im Journal of Neuroscience, Dr. Tymanskyj und Dr. Ma verwendet genetische tools zu entfernen MAP7 von der Entwicklung nagetier sensorischen Neuronen und gefunden, dass ohne MAP7, äste können noch wachsen, aber Sie zurückziehen, häufiger. Dies bedeutet, dass die Zweige nicht machen vollständige und dauerhafte verbindungen ohne MAP7. Die Forscher führten auch mehr MAP7 protein Zweige, die geschnitten worden war, durch einen laser, und festgestellt, dass es könnte verlangsamen oder sogar verhindern, dass Rückzug, das geschieht in der Regel in Reaktion auf eine Verletzung. Dies deutet darauf hin, dass die manipulation von MAP7 potenziell retten Verletzten neuronalen Verzweigungen.

Eine zentrale Erkenntnis der Studie zeigte eine einzigartige Eigenschaft von MAP7, wenn es interagiert mit den Mikrotubuli. Die Forscher fanden heraus, dass in Zellen, MAP7 bindet an spezifische Regionen der Mikrotubuli und macht Sie sehr stabil, verhindert aber, dass die Mikrotubuli-enden, wo die einzelnen Bausteine sind schnell Hinzugefügt oder entfernt werden. Diese wertvolle binding-Eigenschaft verhindert, dass Mikrotubuli, oder die zelluläre Bahn, die aus komplett zerlegen, wenn die Zweige zurückziehen. Es fördert auch die stetige re-Assemblierung von Mikrotubuli zu erweitern, die zelluläre Bahn für die nachfolgenden Zweig Wachstum. Außerdem, die Studie ist die erste zu zeigen, diese neue Funktion wurde nicht beobachtet, für andere MAPs.

Neuronale äste beschädigt werden können, durch körperliche Verletzungen oder Toxizität. Verständnis für die Rolle von MAP7 schlägt vor, neue Wege zu reduzieren oder zu verhindern, dass Schäden. „Unsere Forschung hat festgestellt, einen neuen molekularen Mechanismus der Mikrotubuli-regulation in der Abteilung Bildung und hat vorgeschlagen, ein neues Ziel, um potenziell Behandlung von Nerven-Verletzungen“, erklärt Dr. Ma, wer hat bereits begonnen, neue Studien zu diesem.