Выживание нейронов запрограммировано генетически

Выживание нейронов запрограммировано генетически

Когда нейроны – основные клетки мозга – погибают, человек умирает.
Большинство нейронов образуется во время эмбриогенеза, и они не имеют дублёров в постнатальной жизни. Но именно от них зависит выживание организма, его приспособленность к внешней среде и функционирование мозга. У высших организмов нейроны управляют дыханием, питанием, ощущениями, движением, памятью, эмоциями и обучением. При этом они могут погибать от таких неестественных причин, как нейродегенеративные заболевания (группа неврологических расстройств, связанная с постепенным уменьшением количества нервных клеток), травмы и инфекции. В целом, нейроны – долгоживущие клетки, но генетический контроль, обеспечивающий их долголетие, неизвестен.
 52 •
  0
31.07.2020

Раньше ученые предполагали, что выживание нейронов зависит в основном от внешних причин – клеток, с которыми нейроны устанавливают связи. А вот исследовательская группа, возглавляемая Сикой Чжэном (Sika Zheng), ученым-биомедиком из Калифорнийского университета в Риверсайде (University of California, Riverside), считает, что жизнеспособность нейронов запрограммирована генетически.

Работа, опубликованная в журнале Neuron, описывает механизм, который, по мнению исследователей, включается при рождении нейрона. Благодаря ему не происходит гибель клеток (апоптоз). Когда этот генетический механизм выключается, нейроны погибают, что в дальнейшем приводит к смерти человека.

Команда Чжэна утверждает, что центральным звеном в механизме является небольшой фрагмент гена Bak1 (проапоптотический ген), активация которого способствует апоптозу.

Экспрессия Bak1 нарушается, если этот фрагмент, называемый микроэкзоном (последовательность, из которых состоит зрелая мРНК), вырезается в ходе сплайсинга.

«Апоптоз - это механизм, который регулирует количество клеток и тканевый гомеостаз у всех многоклеточных организмов. Большинство клеток ненейрональной линии легко подвергаются апоптозу в ответ на внутренний или внешний стресс. Но эта программа клеточного суицида не должна работать в случае нейронов, поскольку их жизнь рассчитана на долгий срок. Мы смогли показать, как апоптоз тормозится в нейронах», – говорит  Сика Чжэн, адъюнкт-профессор кафедры биомедицинских наук Калифорнийского университета в Риверсайде.

Команда Чжэна идентифицировала микроэкзон Bak1 в процессе крупномасштабного анализа данных экспрессии генов в тканях мозга человека и мыши. Исследователи сначала сравнили нервные ткани с не-нервными, чтобы идентифицировать нейрон-специфические экзоны.

Затем, изучая нейрональную экспрессию, они обнаружили, что корковые нейроны уже при рождении имеют сниженную реакцию на сигналы к апоптозу. Вероятность гибели неуклонно снижается в ходе развития нейронов еще до того, как они установят связи с другими клетками. Это позволяет предположить, что генетические факторы играют существенную роль.

«Мы видим, как изменяются нейроны и как они регулируют гибель клеток в процессе развития, - поясняет Чжэн. – Это необходимо для обеспечения долголетия нейронов, для поддержания целостности нейронных цепей и выполнения функций мозга».

В дальнейшем команда Чжэна собирается изучить, как работает обнаруженный ими механизм при нейродегенеративных заболеваниях и травмах, вызывающих гибель нервных клеток.

Источник: evogenlab.ru

Автор перевода: Ольга Хрущова

Комментарии для сайта Cackle

Актуальное

Главное


Партнеры

Все партнеры