Un equipo de científicos ha vinculado los cambios en la estructura de un puñado de neuronas cerebrales centrales para comprender cómo los animales se adaptan a las estaciones cambiantes. Sus hallazgos mejoran nuestra comprensión de los mecanismos vitales para la regulación de nuestro sistema circadiano o reloj interno.
El trabajo, que aparece en el diario Celda , se centra en la regulación de la "plasticidad neuronal" - cambios en la estructura neuronal - y su función en el cerebro.
"La plasticidad neuronal apuntala el aprendizaje y la memoria, pero es muy difícil vincular los cambios en neuronas específicas con alteraciones en el comportamiento animal", explica Justin Blau, autor principal del artículo y profesor en el Departamento de Biología de la NYU y en la NYU Abu Dhabi."En nuestra investigación, hemos descubierto cómo la plasticidad de un número muy pequeño de neuronas ayuda a ejecutar el reloj biológico y ayuda a las transiciones a diferentes estaciones".
Los otros autores del artículo fueron Afroditi Petsakou, un doctorado reciente del Departamento de Biología de la Universidad de Nueva York, y Themistoklis Sapsis, profesor asistente en el MIT.
En su estudio, los investigadores se centraron en las principales neuronas del reloj s-LNv en la mosca de la fruta Drosophila, que se usa comúnmente para la investigación sobre los ritmos circadianos; estudios anteriores de "genes del reloj" en moscas de la fruta conducen a la identificación de manera similargenes funcionales en humanos.
Específicamente, su trabajo se centró en los extremos / puntas de los axones de estas neuronas, donde liberan sus señales. Investigaciones previas habían establecido que estos términos cambian su estructura con un ritmo de 24 horas, pero no estaba claro qué función tienen estas alteracionesservido
En el estudio de Cell, los científicos cuantificaron los cambios diarios en los términos del axón s-LNv y descubrieron que crecen y se retraen cada 24 horas. También identificaron la proteína que impulsa estos ritmos en la plasticidad neuronal: Rho1. Además, descubrieron quela plasticidad de los s-LNvs es necesaria tanto para mantener los ritmos circadianos el reloj biológico como para permitir la adaptación estacional de estos ritmos. Específicamente, si los s-LNvs no pueden retraerse, las moscas se comportan normalmente en invierno pero no predicen el amanecer tempranode largos días de verano. Por el contrario, si los s-LNvs permanecen en estado retraído, las moscas se comportan como si estuvieran en verano, tanto en días cortos como largos.
También encontraron ritmos en las proteínas en los extremos de los axones s-LNv. Al amanecer, los s-LNvs tienen altos niveles de proteínas involucradas en el envío de señales y bajos niveles de proteínas que les permiten recibir señales. Lo contrario escierto al anochecer. Este tipo inusual de plasticidad neuronal sugiere que la función de s-LNvs cambia drásticamente durante el día: desde enviar señales principalmente al amanecer hasta recibir señales principalmente al anochecer.
Los hallazgos también pueden arrojar nueva luz sobre una aflicción humana, la ataxia espinocerebelosa, una enfermedad neurodegenerativa que afecta la coordinación y el movimiento. El grupo de Blau descubrió que los cambios diarios en la actividad Rho1 están controlados por ritmos en la transcripción de un gen muy similar al humanoPuratrophin-1.
"Dado que algunas formas de ataxia espinocerebelosa están asociadas con mutaciones en la Puratrofina-1 humana, nuestros datos respaldan la idea de que la plasticidad neuronal defectuosa subyace a la pérdida del control motor y conduce a la neurodegeneración", señala Blau.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :