Иногда уникальные открытия делаются случайно. Молекулярные биологи из Юго — Западного Медицинского центра Техасского университета могут подтвердить такой случай в научной истории. Биологи объявили в новой статье в журнала «Stem Cell Report», о том что они непреднамеренно перепрограммировали один тип зрелого нейрона в другой - и все это без предварительного возврата к стадии стволовых клеток.
Как вы могли догадаться, когда ученые хотят изменить клетку мозга, которая уже поселилась в своей специализированной роли, в одну с другой функцией, им обычно нужно откатить часы развития. Как правило, это включает в себя доставку белков, которые помогают вернуть их в состояние, подобное стволовым клеткам. Это именно то, что команда UT пыталась сделать.
Стрельба по Glia
Их первоначальными целями были глия, клетки мозга, которые составляют около 90 процентов мозга и выполняют целый ряд важных функций, таких как изоляция ветвей, передающих сигналы, которые прорастают из центра нейрона. Они также могут размножаться быстрее, чем нейроны.
У мышей цель заключалась в том, чтобы сосредоточиться на глие в полосатом теле, области мозга, участвующей в управлении движением. Команда хотела переключить глию на нейроны, которые производят дофамин, нейромедиатор, также участвующий в движении (среди прочего). При таких расстройствах, как болезнь Паркинсона, клетки, продуцирующие дофамин, часто отмирают по мере прогрессирования заболевания, что приводит к характерным признакам тремора и скованности. Получение быстрого умножения глии для преобразования и начала производства дофамина может послужить терапией для лечения болезни Паркинсона и других заболеваний, связанных с нейротрансмиттером.
Таким образом, команда придумала коллекцию белков, которые в идеале вернули бы эти глия в состояние стволовых клеток, а затем подтолкнули их к превращению в клетки, производящие дофамин. Они упаковали эти белки в вектор - в данном случае безвредный вирус - который должен был внедрить свой пучок в клетки. За исключением того, что этого не произошло.
Счастливая случайность
Когда команда исследовала образец под микроскоп, там сидела глия, без изменений. Но, к их удивлению, вместо этого изменился другой тип клеток, называемый средними шиповидными нейронами (MSNs).
Обычно, MSNs, которые распространены в стриатуме, производят другой нейромедиатор, называемый ГАМК, который помогает контролировать движение мышц. После этого они откачали дофамин. И после некоторого химического анализа группа поняла, что MSNs никогда не возвращалась в какое-либо состояние стволовых клеток — явление, которое исследователи считали жизненно важным для такой трансформации.
"Первоначально я был немного разочарован тем, что мы преобразовали средние колючие нейроны вместо glia”,-говорит Чун-Ли Чжан, один из исследователей UT, в пресс-релизе. “Но когда мы поняли новизна наших результатов, мы были поражены. Насколько нам известно, изменение фенотипа резидентных, уже зрелых нейронов никогда не было достигнуто раньше.”
До сих пор остается загадкой, почему изменилась MSNs, а не glia, но эта счастливая авария только что показала, что экспертам еще многое предстоит выяснить, когда дело доходит до нейропластичности — способности нашего мозга меняться на протяжении всей нашей жизни. ” Мы надеемся, что способность изменять идентичность нейронов когда-нибудь будет направлена на лечение неврологических заболеваний, включая болезнь Паркинсона", - говорит Чжан.
Перевод: Геном - перевод научных статей
Редактура: Борис Рубцов
Контент: Мария Шелест
Группа ВК: Популяризация науки
Группа ВК: The Universe of Science