Μια μεγάλης κλίμακας εξέταση της πρωτεϊνικής σύνθεσης των δενδριτικών σπονδυλικών στηλών

Μια μεγάλης κλίμακας εξέταση της πρωτεϊνικής σύνθεσης των δενδριτικών σπονδυλικών στηλών

Δενδριτικές σπονδυλικές στήλες, μικρές μεμβράνες που προέρχονται από τον δενδρίτη ενός μυαλού, βοηθούν στη μεταφορά ηλεκτρικών σημάτων σε νευρικά κύτταρα. Αυτά τα αγκάθια μπορούν να έχουν μια επιλογή από διάφορες μορφές, που κυμαίνονται από υποτιθέμενα «πεισματάρης» έως «μανιτάρια».

Τα αγκάθια μανιταριών έχουν ανακαλυφθεί ότι έχουν ουσιαστική σημασία για τη λειτουργία του ανθρώπινου νου στα ενήλικα χρόνια. Οι άκαμπτες σπονδυλικές στήλες, από την άλλη πλευρά, θεωρείται ότι εξαφανίζονται αργά καθώς το μυαλό αναπτύσσεται και καθιερώνεται.

Κατά τα προηγούμενα χρόνια, πολλοί νευροεπιστήμονες έχουν ελέγξει πραγματικά τα χαρακτηριστικά καθώς και το πλαίσιο των δενδριτικών σπονδυλικών στηλών. Ωστόσο, η ξεχωριστή πρωτεϊνική σύνθεση διαφόρων ειδών σπονδυλικής στήλης παραμένει άγνωστη.

Ερευνητές στο Πανεπιστημιακό Ιατρικό Κέντρο Γκέτινγκεν στη Γερμανία πραγματοποίησαν πρόσφατα μια έρευνα που επικεντρώθηκε στον έλεγχο της σύνθεσης των μετασυναπτικών δενδριτικών σπονδυλικών στηλών στο ανθρώπινο μυαλό. Το χαρτί τους, κυκλοφόρησε το Nature Neuroscience, μπορεί να βοηθήσει στην περιγραφή προηγούμενων κερδοσκοπικών ελέγχων που περιγράφουν λεπτομερώς τα μοτίβα ανατροφοδότησης διαφόρων δενδριτικών σπονδυλικών στηλών.

«Οι περισσότεροι νευροεπιστήμονες καταλαβαίνουν ότι οι συνάψεις έχουν τη λειτουργία της μετάδοσης πληροφοριών από τον ένα νευρώνα στον άλλο», δήλωσε ο Silvio Rizzoli, ένας από τους επιστήμονες που ολοκλήρωσαν την έρευνα, ενημέρωσηMedical Xpress «Η λειτουργία των συνάψεων βασίζεται σε πολλούς τύπους πρωτεϊνών που πρέπει να λειτουργήσουν σε συγχρονισμό. Το πρόβλημα είναι ότι κανείς δεν ξέρει πόσες από αυτές τις πρωτεΐνες βρίσκονται στη σύναψη και πώς συνεργάζονται. "

Ο Rizzoli καθώς και οι συνάδελφοί του αρχικά σχεδίαζαν να ρίξουν μια ματιά στη πρωτεϊνική σύνθεση των προ-συνάψεων (οι συνάψεις συστατικών που προέρχονται από τη μεταφορά νευρικών κυττάρων) καθώς επίσης και έδωσαν το προβάδισμά τους σε ένα έγγραφο που κυκλοφόρησεΕπιστήμη Στην τρέχουσα έρευνά τους περιλαμβάνονται στο Nature Neuroscience, από την άλλη πλευρά, εξέτασαν τη πρωτεϊνική σύνθεση των μετα-συνάψεων (το συστατικό των συνάψεων που πλησιάζουν στην λήψη νευρικών κυττάρων).

Μια μεγάλης κλίμακας εξέταση της πρωτεϊνικής σύνθεσης των δενδριτικών σπονδυλικών στηλών

Ο συνολικός στόχος της μελέτης τους ήταν να αποκτήσουν μια μετρήσιμη κατανόηση του υποτιθέμενου συναπτικού εξοπλισμού, αντί του ποιοτικού που αποκτήθηκε από διάφορες άλλες θέσεις εργασίας. Με άλλα λόγια, οι επιστήμονες ήθελαν να κατανοήσουν τον αριθμό των διαφόρων ειδών υγιεινών πρωτεϊνών που παραμένουν στις δενδριτικές σπονδυλικές στήλες (ή μετά τις συνάψεις), σε αντίθεση με την απλή αναγνώριση από τι είναι φτιαγμένα.

«Στην εργασία μας, ακολουθούμε μια ολοκληρωμένη προσέγγιση, χρησιμοποιώντας καλλιεργημένους νευρώνες, αναλύοντας τους αριθμούς αντιγράφων πρωτεΐνης ανά νευρώνα με ποσοτική βιοχημεία και φασματομετρία μάζας, στη συνέχεια προσδιορίζουμε τους αριθμούς αντιγράφων ανά σύναψη χρησιμοποιώντας συμβατική απεικόνιση επιφθορισμού και τέλος αναλύοντας τις θέσεις πρωτεΐνης χρησιμοποιώντας υπερ ανάλυση μικροσκοπίας STED », περιέγραψε ο Rizzoli. "Η τρισδιάστατη μορφολογία των συνάψεων αναλύθηκε χρησιμοποιώντας ηλεκτρονική μικροσκοπία και, τέλος, όλα αυτά τα στοιχεία συγκεντρώθηκαν με μοντελοποίηση."

Προηγούμενες ερευνητικές μελέτες νευροεπιστήμης πίστευαν ότι η σύνθεση καθώς και η αρχιτεκτονική εταιρεία μικρών, κοντόχοντρων και βραχυπρόθεσμων συνάψεων καθώς και μεγάλων, μανιταριών, μη αναστρέψιμων συνάψεων θα ήταν σίγουρα διαφορετικές. Είναι ενδιαφέρον, ωστόσο, οι αξιολογήσεις που πραγματοποίησε ο Rizzoli καθώς και οι συνάδελφοί του αποκάλυψαν ότι οι συνόψεις καταλήψεων και μανιταριών έχουν μια βασικά παρόμοια εταιρεία, με συγκρίσιμους τυπικούς διπλούς αριθμούς πρωτεϊνών καθώς και γεωγραφικές περιοχές.

Μια καλύτερη αξιολόγηση της σύνδεσης κάθε πρωτεΐνης με τη μετασυναπτική μάζα πάχους, συνέστησε ότι οι αγκάθια που μοιάζουν με μανιτάρια είχαν υψηλότερη συναπτική αντοχή. Με διάφορες άλλες λέξεις, οι δενδριτικές σπονδυλικές στήλες φαινόταν πολύ λιγότερο πιθανό να απαντήσουν σωστά σε έντονες τροποποιήσεις στη συναπτική μετάδοση από ό, τι τα μανιτάρια.

Οι αναζητήσεις που συλλέγονται από αυτήν την ομάδα επιστημόνων μπορούν να έχουν πολλές κρίσιμες επιπτώσεις. Για περιστάσεις, μπορούν εν μέρει να περιγράψουν γιατί οι κοντινές δενδριτικές σπονδυλικές στήλες είναι βραχυπρόθεσμες και αργά εξαφανίζονται καθώς ο ανθρώπινος νους καθιερώνεται, ενώ οι σπονδυλικές στήλες που μοιάζουν με μανιτάρια είναι μη αναστρέψιμες και παίζουν ουσιαστικό καθήκον στη λειτουργία του μεγάλου νου .

«Εργαζόμαστε τώρα σε ένα παρόμοιο μοντέλο πρωτεϊνικής σύνθεσης για ένα ολόκληρο κύτταρο (νευρώνες)», ισχυρίστηκε ο Rizzoli.