Serwis prasowy / Press Release

press.nencki.gov.pl

Serwis prasowy / Press Release - press.nencki.gov.pl

„Neurony, drzewa i równowaga…”

Ludzki mózg składa się z ponad 86 miliardów neuronów. Główną funkcją neuronów jest integracja odbieranych sygnałów i przesyłanie ich do sąsiednich neuronów. W związku z tym, komórki te mają wyspecjalizowaną morfologię z rozbudowanymi wypustkami zwanymi dendrytami umożliwiającymi odbieranie sygnałów i długimi wypustkami zwanymi aksonami, przez które impulsy wysyłane są do komórek docelowych. Właściwe powstawanie i organizacja drzewa dendrytycznego jest ważne dla ustanowienia funkcjonalnych obwodów neuronalnych i prawidłowego funkcjonowania mózgu.

 

Liczba dendrytów i wzór ich rozgałęzienia koreluje z funkcją konkretnego typu neuronów i połączeń które tworzy z innymi komórkami. Zatem różnorodność morfologii wypustek dendrytycznych w układzie nerwowym jest ogromna, a ich tworzenie i rozwój musi być precyzyjnie regulowany. Badania przeprowadzone w Instytucie Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego doprowadziły do odkrycia nowej ścieżki sygnałowej regulującej rozwój drzewa dendrytycznego w neuronach. „Zrozumienie procesów, które sterują rozwojem dendrytów jest bardzo ważne, ponieważ nieprawidłowości w rozwoju drzew dendrytycznych mogą powodować zaburzenia uczenia się i pamięci i są związane z licznymi chorobami neurologicznymi, takimi jak schizofrenia czy autyzm,” – mówi dr hab. Tomasz Prószyński, profesor Instytutu Biologii Doświadczalnej PAN.

 

W badaniach przeprowadzonych ostatnio w Laboratorium Synaptogenezy kierowanym przez dr hab. Tomasza Prószyńskiego odkryto nową ścieżkę molekularną regulującą prawidłowy rozwój drzew dendrytycznych w neuronach. Wyniki tych badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie PLOS Biology – KO. Rojek, J. Krzemień, H. Doleżyczek, P. Boguszewski, L. Kaczmarek, W. Konopka, M. Rylski, J. Jaworski, L. Holmgren i TJ. Prószyński (2019); „Amot i Yap1 regulują złożoność neuronalnego drzewa dendrytycznego i koordynację ruchową u myszy” (https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000253). Projekt został sfinansowany z grantów przyznanych przez Narodowe Centrum Nauki i opublikowany we współpracy z naszymi kolegami z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, Centrum Medycznego Kształcenia Podyplomowego i Instytutu Karolinska w Sztokholmie.

 

W badaniach autorzy zaproponowali, że dwa geny, Amot i Yap1, zazwyczaj zaangażowane w regulację wzrostu tkanek, homeostazy komórkowej i nowotworzenia, są kluczowe dla prawidłowego rozwoju mózgu i wzrostu dendrytów. „To była wspaniała podróż naukowa” – mówią Katarzyna Rojek i Joanna Krzemień, dwójka młodych naukowców, którzy przeprowadzili doświadczenia. W naszych eksperymentach wykorzystaliśmy genetycznie zmodyfikowane zwierzęta, w których produkcja białek Amot i Yap1 została zablokowana specyficznie w neuronach. Myszy pozbawione Amot lub Yap1 wykazywały upośledzoną morfologię drzew dendrytycznych komórek Purkinjego (typ neuronów w móżdżku) i zmienioną architekturę móżdżku. Móżdżek odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu równowagi i koordynacji ruchowej. Zgodnie z postawioną hipotezą badacze zauważyli, że zmutowane zwierzęta miały zaburzenia równowagi i koordynacji ruchowej. Automatyczna komputerowa analiza poruszania się wykazała również, że zmutowane myszy mają upośledzoną koordynację ruchu łap. Autorzy dodatkowo udokumentowali, że Amot i Yap1 sterują aktywnością kinazy S6 (S6K), która reguluje fosforylację białka S6, odpowiedzialnego za translację (czyli syntezę białek) w komórkach. „Była to dość nieoczekiwana obserwacja, ponieważ Yap1 zazwyczaj reguluje transkrypcję wybranych genów” – mówi Katarzyna Rojek.

 

Co ciekawe, obserwacje z innych ośrodków badawczych sugerują, że zaburzenia w funkcji białek Amot i Yap1 występują u pacjentów z zaburzeniami ze spektrum autyzmu, chorobą Alzheimera i demencją. „Byłoby bardzo interesujące kontynuować nasze badania nad Amot i Yap1 i zbadać potencjał terapeutyczny naszego odkrycia. Mamy nadzieję, że w przyszłości lepsze zrozumienie procesów molekularnych leżących u podstaw rozwoju neuronalnych drzew dendrytycznych może pomóc w opracowaniu nowych metod leczenia różnych schorzeń neurologicznych i psychiatrycznych ”- mówi dr hab. Tomasz Prószyński, profesor Instytutu Biologii Doświadczalnej PAN.

 

 

KONTAKTY: 

Dr hab. Tomasz Prószyński

Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN w Warszawie

email: t.proszynski@nencki.gov.pl

 

POWIAZANE STRONY WWW: 
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000253

 

MATERIAŁY GRAFICZNE:

tproszynski-plos-press

Category: press