El cableado del sistema nervioso complejo pueden confiar en puñado de genes y proteínas

TEHERAN (FNA) – Los investigadores han descubierto una característica sorprendente de desarrollo temprano del cerebro que ayuda a explicar cómo los complejos patrones de cableado de las neuronas se programan utilizando sólo un puñado de genes críticos.

Los hallazgos, publicados en Cell, podría ayudar a los científicos a desarrollar nuevas terapias para enfermedades neurológicas como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), y proporcionar información sobre ciertos tipos de cáncer. Los investigadores del Instituto Salk descubrió que sólo unas pocas proteínas en el borde de ataque de un motor axón de la neurona – su salida eléctrica “alambre” – y dentro de la sopa extracelular que viaja a través de la guía del nervio que sale de la médula espinal. Estas moléculas pueden atraer o repeler el axón, dependiendo del largo y sinuoso camino que debe tomar para conectar finalmente con su músculo de la blanco. “La neurona en ciernes tiene que detectar el medio ambiente local está creciendo a través y decidir dónde está, y si se crecer derecho, mover a la izquierda oa la derecha, o dejar “, dijo el investigador principal del estudio, Sam Pfaff, profesor en el Laboratorio Salk Expresión Génica y Howard Hughes, investigador del Instituto Médico. “Para ello, mezclar y hacer coincidir sólo un puñado de los productos de proteína para crear complejos que le dicen a una neurona cada vez más el camino a seguir, de la misma manera que un coche utiliza las señales GPS para guiar a través de una ciudad desconocida “, dijo. El cerebro contiene millones de veces el número de neuronas conexiones que el número de genes que se encuentran en el ADN de las células cerebrales. Este es uno de los primeros estudios para tratar de comprender cómo una neurona integra cada vez más muchas piezas diferentes de información con el fin de navegar a su destino final y hacer una conexión funcional. “Estamos enfocados en las neuronas motoras que controlan los movimientos musculares, pero el mismo tipo de lo que está sucediendo en todo el desarrollo embrionario de todo el sistema nervioso, durante la cual millones de axones que miles de millones de decisiones a medida que avanzan hacia sus objetivos “, dijo. “Se trata de la especificidad exquisita con la que crecen que subyace en la arquitectura básica y el funcionamiento adecuado del sistema nervioso.” Estos hallazgos podrían eventualmente arrojar nueva luz sobre una serie de trastornos clínicos relacionados con el funcionamiento defectuoso de las células nerviosas, tales como esclerosis lateral amiotrófica, que es también conocida como enfermedad de Lou Gehrig, dijo el primer autor en el papel, Darío Bonanomi, un investigador post-doctoral en el laboratorio de Pfaff. “Estas son las neuronas motoras que mueren en enfermedades como la enfermedad de Lou Gehrig y que están vinculados a un trastorno genético en el los niños conocida como atrofia muscular espinal “, dijo Bonanomi. “También es un punto de partida para tratar de entender la base de los defectos que pudieran surgir durante el desarrollo fetal del sistema nervioso”, añadió. “Una mejor comprensión de estas señales podría ayudar a ser capaz de regenerarse y volver a colocar los circuitos siguientes enfermedades o lesiones del sistema nervioso.” Los investigadores dicen que el estudio también ofrece ideas sobre el desarrollo del cáncer, debido a una proteína que los investigadores encontraron que será crucial para el “tire y empuje” del sistema de señalización – Ret-también está relacionado con el cáncer. Las mutaciones que activan Ret están vinculadas a un número de diferentes tipos de tumores. Los receptores proteicos otros descritos en el estudio, conocido como Ephs, también han sido implicados en el cáncer, Pfaff dijo. “Este estudio sugiere que las células manera detectar señales en su medio ambiente es probable que una estrategia universal “, dijo,” y sabemos que los genes y las proteínas se sabe que funcionan principalmente durante el desarrollo embrionario se han relacionado con el cáncer. ” “El control del crecimiento neuronal requiere de moléculas de señalización muy potentes, y es lógico que sería relacionado con la enfermedad “, dijo Pfaff. “Esperamos que nuestros resultados ayudan a desentrañar aún más estas relaciones.”