Las sinapsis entre las células nerviosas en el cerebro experimentan una remodelación constante, que es la base del aprendizaje. Un equipo de Ludwig-Maximilians-Universitaet LMU en Munich ahora ha rastreado las moléculas que dirigen la remodelación y ha demostrado que circulan en la célula viva comocorriendo sushi.
El cerebro humano es como un sitio de construcción a largo plazo: siempre hay algo más que hacer. Esto es cierto para las sinapsis, los enlaces funcionales entre las células nerviosas, que se fortalecen, atenúan o demuelen constantemente. De hecho, estoEl proceso denominado plasticidad sináptica es la base de nuestra capacidad para almacenar y recordar información, en otras palabras, para aprender. Las instrucciones para la síntesis de los componentes necesarios, que están codificados en moléculas conocidas como ARN mensajeros ARNm, se entregan alSinapsis específicas que las necesitan mediante un sistema de transporte especializado. Pero la forma en que los planos llegan a su destino es poco conocida. Con el fin de obtener más información sobre los mecanismos subyacentes, el biólogo celular Profesor Michael Kiebler y su grupo en el Centro Biomédico LMU ahora han seguido el transportede ARNm individuales a sinapsis específicas. Su análisis muestra que el mismo ARNm puede presentarse a direcciones potenciales varias veces, un sistema quelos arqueros se comparan con correr sushi, el uso de una cinta transportadora 'interminable' para permitir a los clientes elegir entre los manjares que se ofrecen.
Para servir a la extensa red de sinapsis en un proceso típicamente alargado denominado dendrita, los ARNm deben transportarse desde el núcleo en el cuerpo celular a las ramas terminales al final del proceso. Para monitorear este proceso, el equipo de LMUUtilizamos cultivos celulares derivados de neuronas aisladas del hipocampo de la rata, que sirve como modelo para el hipocampo humano. "Marcamos los ARNm específicos en las células vivas con un tinte fluorescente, lo que nos permitió seguir su progreso en tiempo real".explica. "Este enfoque nos permitió determinar, por primera vez, si una molécula dada se entrega directamente a una sinapsis en particular, y si diferentes ARNm se manejan de manera diferente a este respecto. En un caso, pudimos seguir cómoun ARNm entró en uno de los procesos en forma de columna extendidos por una dendrita ", dice." Las dendritas actúan como antenas que reciben entradas de las sinapsis en otras células ". Las observaciones revelaron que uno y el mismo ARNm puedencircula repetidamente de un lado a otro entre el cuerpo celular y los procesos nerviosos, como el sushi que se abre camino entre las mesas de un restaurante, hasta que encuentra una sinapsis que lo necesita.
Ciertas secuencias de reconocimiento ubicadas en el segmento del ARNm que sigue al codón de detención que marca el final del modelo de codificación de proteínas sirven tanto como el sello postal como la dirección para dirigir la molécula para asegurar que la molécula llegue a la derecharegión de la célula. "También hemos demostrado que, si el sello postal se deja intacto, el transporte desde el cuerpo celular a los procesos neurales es más efectivo y el ARNm se acerca a la sinapsis que cuando se ha eliminado", diceKiebler. Además, las proteínas de unión a ARN como Staufen2 juegan un papel importante en la regulación del transporte de ARNm por este sistema de clasificación celular. Estudios anteriores habían demostrado previamente que Staufen2 es capaz de unir varios ARNm diferentes, de modo que el mismo mecanismo puededistribuir distintos ARNm. Además, el nuevo informe confirma los primeros resultados que sugirieron que la absorción del ARNm por la sinapsis depende tanto de la naturaleza de la proteína de unión como del nivel de acciónividad de la sinapsis.Tomados en conjunto, los nuevos datos proporcionan más detalles sobre los mecanismos subyacentes al suministro de proteínas a las sinapsis, y tendrán un impacto en los esfuerzos futuros para comprender la base molecular de la plasticidad sináptica en los mamíferos.
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Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universität München . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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