En 1959, un científico llamado Edward Gray demostró que las brechas minúsculas entre las neuronas a las que se envían mensajes químicos, llamadas sinapsis, se presentan en dos variedades principales, que los investigadores luego denominaron "excitadoras" e "inhibitorias".
Las sinapsis inhibitorias actúan como frenos en el cerebro, evitando que se sobreexcite. Los investigadores pensaron que eran menos sofisticadas que sus contrapartes excitadoras porque se sabía que existían relativamente pocas proteínas en estas estructuras. Pero un nuevo estudio realizado por científicos de la Universidad de Duke, publicado9 de septiembre ciencia , anula esa suposición, descubriendo 140 proteínas que nunca se han mapeado en sinapsis inhibitorias.
"Es como si estas proteínas estuvieran encerradas en una caja fuerte por más de 50 años, y creemos que nuestro estudio ha abierto la caja", dijo el investigador principal del estudio Scott Soderling, profesor asociado de biología celular y neurobiología en Duke."Y hay muchas gemas".
En particular, 27 de estas proteínas ya han sido implicadas por los estudios de asociación de todo el genoma como que tienen un papel en el autismo, la discapacidad intelectual y la epilepsia, dijo Soderling, sugiriendo que sus mecanismos en la sinapsis podrían proporcionar nuevas vías para la comprensión y el tratamientode estos trastornos.
Las sinapsis son objetivos comunes de las drogas utilizadas para tratar enfermedades cerebrales, pero también son modificadas por las drogas de abuso. Ya se sabía que cerca de 40 proteínas se agrupaban en las sinapsis inhibitorias, que son importantes no solo para prevenir la sobreexcitación, que pueden desencadenar convulsiones, pero también esculpiendo patrones de señales cerebrales.
"La sinapsis inhibitoria es tan importante como la sinapsis excitadora, pero no teníamos una buena manera de purificar las proteínas que estaban allí, por lo que no entendimos cómo funcionaba", dijo Soderling.
En el nuevo estudio, el investigador postdoctoral Akiyoshi Uezu del grupo de Soderling utilizó una técnica de etiquetado relativamente reciente llamada BioID, que utiliza una enzima bacteriana para pescar las proteínas cercanas y unirse a ellas de forma irreversible dentro de un ratón vivo. Las proteínas capturadas se recuperan y luego se recuperan.del tejido e identificado utilizando métodos establecidos para caracterizar proteínas.
La tarde, Soderling y Uezu se dieron cuenta de que la técnica extraía nuevas proteínas de la sinapsis inhibitoria "ambos casi nos caímos de las sillas", dijo Soderling. "Vimos esta enorme lista de estas proteínas realmente emocionantes que nadie había visto antes""
Dos de las proteínas no tenían una función conocida y, a diferencia de otras proteínas, sus secuencias de genes no proporcionaban pistas. Los investigadores denominaron esas sinapsis inhibitorias 1 InSyn1 y sinapsis inhibitoria 2 InSyn2.el tejido se sobreexcita, lo que sugiere que la proteína es crucial para la función normal de las sinapsis inhibitorias.
Lo más emocionante para Soderling fue que estudios genéticos previos habían demostrado que varias de las proteínas causan una forma heredada de epilepsia. Sin embargo, se desconocía el papel específico de las proteínas.
"Encontrarlos en la sinapsis inhibitoria realmente nos da información importante", dijo Soderling. "La hipótesis ahora es que estas mutaciones están afectando la capacidad de las neuronas para inhibir la actividad. Eso es algo que estamos estudiando activamente".
Además, las neuronas tienen otras estructuras con listas incompletas de proteínas. El equipo de Soderling está colaborando con otros investigadores que están interesados en sondear estos otros puntos utilizando BioID, que se había desarrollado originalmente para las células en la placa de Petri. Soderling publicará unprotocolo en la página web de su laboratorio para que otros puedan aprender cómo implementar este método en ratones.
Por último, el equipo planea explorar el papel de las sinapsis inhibitorias en la formación de la memoria a largo plazo, que es posible gracias a que las sinapsis cambian la fuerza de sus conexiones con el tiempo. La forma en que operan las conexiones inhibidoras en la memoria se entiende mucho menos que en la excitaciónsinapsis, dijo Soderling.
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Materiales proporcionados por Universidad de Duke . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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