Устанавливая нейронную схему развивающегося мозга, миллиарды нейронов должны сначала мигрировать в правильное место назначения, а затем образовать сложные синаптические связи со своими новыми соседями.
Исследователи UNC были одними из первых, кто освоил лабораторную технику, которая позволила им манипулировать, какие гены включаются или выключаются в нейронах – общеизвестно сложном типе клеток.
Работая с срезами мозга мыши, они использовали электрический ток для введения частей генетического материала, которые либо усиливали, либо, наоборот, подавляли действие домена F-BAR белка. Затем они культивировали срезы мозга в чашках Петри, что позволило исследователям наблюдать, как нейроны ведут себя «в дикой природе» в своей естественной среде. Когда исследователи увеличили активность домена, они увидели, что нейроны образуют пальцевидные филоподии, которые блокируют миграцию, вызывая слишком много ветвей.
"Согласно учебнику, белки F-BAR сворачиваются внутрь, но здесь мы показываем, что они могут делать обратное" сказал Полле. "Это совершенно новый механизм образования филоподий."
Затем исследователи обнаружили, что, когда они снижали экспрессию этого белка, нейроны мигрировали быстрее и разветвлялись меньше. Под микроскопом нейроны двигаются как маленькие дюймовые черви. Спереди длинный тонкий клеточный выступ нейрона расширяется, останавливается, затем тянет за собой луковичное тело клетки, затем снова расширяется и т. Д.
Полле говорит, что домен F-BAR srGAP2, по-видимому, жестко контролирует количество ветвящихся нейронов, поэтому они могут быть более оптимизированы, когда им нужно мигрировать, и разветвляться, когда им нужно установить связи с другими нейронами.
Поскольку нарушение этих важнейших связей может иметь пагубные последствия для развития мозга, Полле теперь будет сотрудничать с клиницистами в UNC, чтобы определить, участвуют ли мутации в гене srGAP2 в аутизме или в других формах умственной отсталости в дополнение к 3p-синдрому. Его лаборатория также заинтересована в определении функции примерно 25 других генов, содержащих F-BAR-подобные домены, многие из которых экспрессируются в развивающемся мозге.
Источник: Медицинский факультет Университета Северной Каролины (новости: в Интернете)