Большинство нейронов создаются во время эмбрионального развития и не имеют" резервной копии " после рождения. Исследователи обычно полагают, что их выживание определяется почти извне, или внешними силами, такими как ткани и клетки, которые нейроны снабжают нервными клетками.
Исследовательская группа, возглавляемая Сика Чжэн, ученым-биомедиком из Калифорнийского университета в Риверсайде, бросила вызов этой идее и сообщает, что непрерывное выживание нейронов также внутренне запрограммировано во время развития.
Побликация в журнале Neuron, определяет механизм, который, по словам исследователей, запускается при рождении нейрона, чтобы внутренне уменьшить общую форму гибели клеток - или "апоптоз" - особенно в нейронах. Когда эта генетическая регуляция прекращается, непрерывное выживание нейронов нарушается и приводит к смерти животного.
Выживание организма, функционирование мозга и его приспособленность зависят от выживания его нейронов. В высших организмах нейроны управляют дыханием, питанием, ощущениями, движением, памятью, эмоциями и познанием. Они могут умереть от многих неестественных причин, таких как нейродегенеративные заболевания, травмы, инфекции и травмы. Нейроны-это долгоживущие клетки, но генетический контроль, обеспечивающий их долголетие, неизвестен.
Команда Чжэна теперь сообщает, что центральным звеном механизма является небольшой фрагмент генетической последовательности в Bak1, проапоптотическом гене, активация которого приводит к апоптозу. Экспрессия Bak1 выключается, когда этот маленький кусочек генетической последовательности, называемый микроэксоном, сплайсируется в конечный продукт гена Bak1. Экзоны-это последовательности, из которых состоит РНК-мессенджер.
"Апоптоз-это путь, который контролирует оборот клеток и гомеостаз тканей во всех метазоанах", - объяснил Чжэн, адъюнкт-профессор биомедицинских наук. - Большинство невральных клеток легко вступают в апоптоз в ответ на внутренний и внешний стресс. Но эта клеточная самоубийственная программа должна быть обуздана для нейронов, чтобы они жили в течение многих лет. Теперь мы покажем, как происходит генетическое ослабление апоптоза нейронов."
Команда Чжэна идентифицировала микроэксон Bak1 с помощью крупномасштабного анализа данных экспрессии из тканей человека, тканей мыши, человеческого развивающегося мозга, мышиного развивающегося переднего мозга и мышиного развивающегося среднего мозга. Команда сначала сравнила нервные ткани с не-нервными тканями как у человека, так и у мышей, чтобы идентифицировать нейрон-специфические экзоны. Затем они обнаружили, что кортикальные нейроны снижают свою чувствительность к апоптозу уже при рождении нейрона. Они также обнаружили, что апоптоз постепенно снижается во время развития нейронов, прежде чем нейроны устанавливают связи или иннервируют другие клетки, предполагая, что факторы, отличные от внешних сигналов, могут играть определенную роль.
"Мы показываем, как нейроны трансформируются, как они регулируют гибель клеток во время развития", - сказал Чжэн. "Это необходимо для обеспечения долголетия нейронов, которое необходимо для поддержания целостности нейронных цепей для функций мозга."
Затем команда Чжэна изучит, активируется ли выявленный механизм при нейродегенеративных заболеваниях и травмах, вызывающих гибель нейрональных клеток.
