Crear recuerdos implica más que ver amigos o tomar fotos. El cerebro se adapta constantemente a la nueva información y almacena recuerdos mediante la construcción de conexiones entre neuronas, llamadas sinapsis. ¿Cómo lo hacen las neuronas? Extienden dendritas en forma de brazos para comunicarse con otras neuronas.- requiere un ballet de genes, moléculas de señalización, andamiaje celular y maquinaria de construcción de proteínas.
Un nuevo estudio de científicos de Scripps Research y el Instituto Max Planck de Florida para Neurociencias encuentra un papel central para una molécula de señalización, un ARN largo y no codificante que los científicos llamaron ADEPTR.
Utilizando una variedad de tecnologías, incluida la microscopía confocal y de dos fotones, siguen los movimientos de ADEPTR, observando cómo se forma, viaja, se acumula en la sinapsis y activa otras proteínas con la estimulación de una neurona.
Su viaje a los confines de una célula cerebral es posible gracias a un portador celular que se desplaza de puntillas a lo largo del andamio de microtúbulos de una dendrita. Llamado motor de kinesina, deposita ADEPTR cerca de la unión de la sinapsis, donde activa otras proteínas.
El equipo también descubrió que si se silencia ADEPTR, no se forman nuevas sinapsis durante la estimulación.
El estudio, "La focalización sináptica regulada por actividad de lncRNA ADEPTR media la plasticidad estructural al localizar Sptn1 y AnkB en dendritas", se publica en línea el 16 de abril en la revista Avances científicos.
Los ARN largos no codificantes a menudo se han descrito como "materia oscura genómica", porque su función en las células aún no se ha caracterizado por completo, especialmente en las neuronas, dice el autor principal del estudio, el neurocientífico de Scripps Research Sathyanarayanan Puthanveettil, PhD. El equipo de Puthanveettil está encontrandoque desempeñan un papel de señalización en la plasticidad neuronal: cómo las neuronas se adaptan y cambian con la experiencia.
"Aquí informamos sobre el direccionamiento dendrítico dependiente de la actividad de un ARN largo no codificante recién transcrito para modular la función de la sinapsis, y describimos sus mecanismos subyacentes", dice Puthanveettil. "Estos estudios aportan conocimientos novedosos sobre las funciones de los ARN largos no codificantes en la sinapsis."
El primer autor es Eddie Grinman, un estudiante de posgrado en el laboratorio de Puthanveettil.
Un ARN largo no codificante es un tipo de ARN que excede los 200 nucleótidos y no se traduce en proteína. Hay miles de estos ARN largos no codificantes en nuestras células, pero en la mayoría de los casos, su función aún no se conoce.Se sabe que, por lo general, tienden a permanecer dentro del núcleo celular. Algunos regulan la transcripción de genes.
"Fue sorprendente ver un largo ARN no codificante moverse desde el núcleo a la sinapsis con tanta rapidez y fuerza", dice Grinman.
El hipocampo es la parte del cerebro donde residen el aprendizaje, la memoria y las emociones. Trabajando en neuronas del hipocampo de ratones, el equipo estimuló las neuronas con activadores farmacológicos de la señalización relacionada con el aprendizaje. A través de técnicas de imágenes moleculares y de alta resolución, encontraron queEl ARN no codificante largo de ADEPTR se expresó rápidamente y se transportó a los brazos externos de la célula. Allí, las moléculas de ADEPTR interactúan con proteínas que desempeñan un papel en la organización estructural de las sinapsis, proteínas llamadas espectrina 1 y anquirina B.
Descubrieron que ADEPTR se regulaba negativamente si se exponía a un neurotransmisor inhibidor, GABA.
"Estos hallazgos agregan otra capa de complejidad en la modulación y plasticidad de la sinapsis", dice Puthanveettil. "Los ARN largos no codificantes localizados sinápticamente son importantes reguladores de la función neuronal adaptativa".
En el futuro, el equipo tiene la intención de continuar caracterizando cómo la estimulación afecta la plasticidad neuronal. Además, los autores esperan aprender más sobre el papel de ADEPTR in vivo.
"Sería interesante saber qué papel juega ADEPTR en la formación de nuevos recuerdos en los organismos vivos", dice Grinman.
El trabajo está revelando uno de los procesos más fundamentales del aprendizaje y la memoria, la adaptación a la información y las circunstancias cambiantes.
"La plasticidad neuronal es lo que nos permite aprender, responder a los estímulos y crear recuerdos a largo plazo", dice Puthanveettil. "Todavía hay mucho que aprender sobre la magnífica complejidad de este proceso biológico fundamental".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Investigación Scripps . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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