211service.com
Eiwitten die verband houden met de ontwikkeling van zenuwvezels
Toen MIT-biologieprofessor Frank Gertler muizen fokte die een bepaalde set genen misten, verwachtte hij dat hun hersencellen defecte, verkeerd gerouteerde zenuwvezels zouden hebben. Tot zijn verbazing zag hij gemuteerde neuronen die eruitzagen als gebakken eieren: de soma's - of cellichamen - waren intact, maar de vertakte dendrieten en lange, magere axonen ontbraken.
In een normaal muizenembryo (boven), na 16,5 dagen zwangerschap, zijn axonen in het rood zichtbaar als ze zich van de cortex naar boven uitstrekken naar een deel van de hersenen dat bekend staat als het interne kapsel. Bij een muis zonder Ena/Vasp-eiwitten (onder), groeien de axonen niet.
Het typische neuron in de hersenschors heeft een enkel axon, dat informatie doorgeeft aan andere cellen, en veel kortere dendrieten, die berichten van andere cellen ontvangen. De genetisch veranderde muizen in het onderzoek produceerden hersencellen die geen axonen of dendrieten konden verlengen of verbinding konden maken met andere neuronen.
De familie van eiwitten die worden gecodeerd door de drie genen die Gertler onderzocht, bekend als Ena/Vasp-eiwitten, blijkt een cruciale rol te spelen bij de ontwikkeling van zenuwvezels. Het manipuleren van deze eiwitten kan op een dag helpen bij het herstellen van verwondingen aan de wervelkolom en andere schade veroorzaakt door defecte cel-naar-cel verbindingen. We denken dat de mechanismen die we zijn begonnen te ontrafelen de deur zouden kunnen openen voor potentiële regeneratieve therapieën voor neurodegeneratie of hersenletsel, zegt Gertler.
De vorm van een cel wordt bepaald door het cytoskelet - de interne pilaren en liggers die tegen het celmembraan duwen. Om te bewegen en van vorm te veranderen, moet een cel zijn cytoskelet hermodelleren. Het is alsof de cel verkeerslichten leest en probeert te achterhalen waar hij heen moet, zegt Gertler. Ena/Vasp-eiwitten zijn de navigators voor zenuwuitgroeiingen die neurieten worden genoemd, de voorlopers van axonen en dendrieten.
De eiwitten bevinden zich in de toppen van de filopodia van een neuriet: korte uitlopers die omgevingssignalen ontvangen en deze vertalen in instructies voor de cel. Die instructies vertellen de cel ofwel om door te gaan met het verlengen van de filopodia, door eiwitfilamenten te verlengen, of om de groei te stoppen.
Dit is een van de eerste onderzoeken die de eerste stappen blootlegt in hoe een gedifferentieerd neuron zijn unieke morfologie begint te verwerven, zegt Gertler.