'regulador de tráfico' crucial en neuronas descubiertas por biólogos celulares

Primer mapa completo de transporte en axones de mamíferos

• Fecha : 19 de abril de 2017
• Fuente : Universidad de Utrecht
• Resumen : Los biólogos celulares han descubierto la proteína que puede ser el regulador de tráfico crucial para el transporte de moléculas vitales dentro de las células nerviosas. Cuando se quita este regulador de tráfico, el flujo de tráfico se detiene.papel clave en enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer y Parkinson.

Las neuronas son las células principales del sistema nervioso. Procesan información enviando, recibiendo y combinando señales de todo el cerebro y el cuerpo. Todas las neuronas tienen un cuerpo celular donde se producen moléculas vitales para su funcionamiento y mantenimiento. El axón, una extensión larga y delgada que puede alcanzar un metro de longitud en humanos, envía información desde la célula nerviosa a otras células nerviosas. La supervivencia neuronal depende en gran medida del transporte de moléculas vitales dentro de este axón. La investigación ha demostrado que los defectos en el transporteLa función en los axones juega un papel clave en las enfermedades cerebrales degenerativas como el Alzheimer.

primer mapa completo

"Investigaciones anteriores examinaron procesos de transporte en pequeñas áreas del axón, como el principio o el final. Esto no dejó claro cómo se regulaba el movimiento de las moléculas a través del axón a largas distancias. En nuestro estudio, proporcionamos elprimer mapa completo de transporte en axones de mamíferos ", dice Casper Hoogenraad, profesor de biología celular en la Universidad de Utrecht, explicando la relevancia de este estudio.

perplejo

En la mayoría de las neuronas, un área entre el cuerpo celular y el axón llamada 'segmento inicial del axón' sirve como punto de control: solo algunas moléculas pueden pasar a través de ella. Esta área ha dejado perplejos a los científicos durante más de una década. ¿Por qué debería uno escribir?de moléculas pueden pasar a través de esta área, mientras que otros no pueden? La respuesta se encuentra en el regulador de tráfico, una proteína llamada MAP2. "Con este descubrimiento, hemos respondido una pregunta fundamental sobre el funcionamiento único de las células nerviosas que tieneocupó a los científicos durante mucho tiempo ", dice la autora principal del estudio, la Dra. Laura Gumy.

fuerza impulsora

Los biólogos celulares de Utrecht descubrieron por primera vez que grandes cantidades de MAP2 se acumulan entre el cuerpo celular y el axón. Cuando eliminaron MAP2 de la neurona, el patrón normal de movimiento de la molécula cambió. Ciertas moléculas repentinamente dejaron de ingresar al axón, mientras que otrasacumulado en el axón en lugar de pasar al cuerpo celular. Este transporte anormal indica que MAP2 es la fuerza impulsora detrás del transporte dentro del axón.

llave del coche

Los biólogos celulares de la Universidad de Utrecht hicieron otro descubrimiento muy importante. Dado que los axones son tan largos, el transporte en las neuronas se realiza mediante conjuntos de proteínas, conocidas como 'proteínas motoras', que transportan paquetes de otras proteínascomo resultado, MAP2 es capaz de activar o desactivar una 'proteína motora' específica, como la llave de un automóvil. Esto significa que MAP2 realmente controla qué paquetes de moléculas pueden ingresar al axón y cuáles no.La actividad del motor de transporte permitió a los investigadores hacer otro descubrimiento interesante: MAP2 también puede controlar la entrega de moléculas en puntos específicos a lo largo del axón.

Nuevos objetivos para terapias

"Se ha demostrado que el transporte dentro de los axones falla en el Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Huntington, así como en muchas otras enfermedades. Cuando la neurona ya no es capaz de controlar dónde van las moléculas o no puede llevarlas a dondedebe ser, no puede hacer su trabajo. Al comprender cómo funciona el transporte, hemos sentado las bases para considerar nuevos objetivos y posibles terapias para diversos trastornos neurodegenerativos ", concluye Casper Hoogenraad.

Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Universidad de Utrecht . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

Referencia del diario :

1. Laura F. Gumy, Eugene A. Katrukha, Ilya Grigoriev, Dick Jaarsma, Lukas C. Kapitein, Anna Akhmanova, Casper C. Hoogenraad. MAP2 define una zona de filtrado pre-axonal para regular el transporte de carga dependiente de KIF1 frente a KIF5 en neuronas sensoriales . neurona , 2017; 94 2: 347 DOI: 10.1016 / j.neuron.2017.03.046