Ученые связывают протеин с изоляцией волокон нервной системы
Исследователи Университета Северной Каролины в Чапл Хилл установили жизненно важную функцию ключевого игрока в развитии нервной системы. Они обнаружили, что этот игрок – протеин под названием ЭРК (экстраклеточнорегулируемая киназа) – является необходимым элементом для окутывания нервных волокон изолирующим составом под названием миелин, который позволяет передавать сигналы от мозга к периферическим частям тела и обратно. Открытие имеет особенную важность из-за недавней установки взаимосвязи между несколькими нарушениями развития мозга и генетическими мутациями в сложной схеме развития нервной системы, которая содержит ЭРК и родственные ему протеины.
Исследование университета, опубликованное 13 января 2011 года в журнале Нейрон, говорит о том, что воздействие ЭРКа очень сильно отличается от того, которое наблюдалось во время предшествующих изучений в чашке Петри.
«Данные изучения в пробирке имели огромную важность для понимания работы системы на молекулярном уровне», — сказал ведущий автор Джейсон М. Ньюберн, доктор наук, научный сотрудник медицинского колледжа Университета Северной Каролины. «Но если вы пытаетесь сказать, что крошечная искусственная система в питательной среде способна сымитировать всю сложность взаимодействий, которые происходят при развитии клетки и ее обволакивании вокруг нервного волокна, при его развитии в членах тела, в то время как они сами продолжают расти, а нейроны становятся все более зрелыми и выделяют различные химические вещества, то попробуйте воспроизвести это же в пробирке».
Было издано около 10000 работ обо всех ходах и выходах этого известного своей сложностью каскада, который знаком ученым под названием пути киназы митогенактивируемого белка. По словам главного автора исследования Вильяма Д. Шнайдера, доктора медицины, профессора неврологии и клеточной и молекулярной физиологии и директора университетского центра нейробиологии, из-за сложности этого пути, нахождение способа полного выделения его критических генов в живых организмах было непростым делом.
При использовании большого числа ухищрений генной инженерии, исследователи сумели точечно выбить ген ЭРКа во время развития периферийной нервной системы у мышей. После выделения этого гена, исследователи, к своему удивлению, обнаружили, что нейроны мутированных мышей выглядели относительно неизменившимися.
«Но мы смогли увидеть драматические изменения в миелинизированных клетках, названных клетки Шванна, которые обволакивают периферическую нервную систему миелином, обеспечивающим скорую передачу сигналов», — сказал Шнайдер. «Эти клетки просто сметались и уничтожались на каждой стадии развития».
Открытие предлагает новые факты для изучения нарушений развития мозга, таких как нейрофиброматоз, генетическое заболевание, которое затрагивает 1-го из 3000 человек. У людей с данным заболеванием, клетки Шванна растут очень неравномерно и покрывают периферийные нервы язвами. С учетом того, что ученые смогли обнаружить около 30-ти генетических мутаций в пути киназы митогенактивируемого белка, Ньюберн утверждает, что растет понимание важности ЭРКа в его роли подачи сигналов к появлению нарушений развития мозга.
«Таким образом, у нас имеется очень весомый аргумент в пользу того, что необходимо уяснить функцию данного пути в условиях живого организма», — сказал Ньюберн. В силу того, что когнитивные нарушения, испытываемые некоторыми пациентами с ослаблением развития мозга, теснее связаны с развитием центральной нервной системы, чем периферийной, исследователи намереваются расширить изучения для того, чтобы увидеть результат от потери ЭРКа в мозге. Также они хотят создать модели, способные обобщить в себе происходящее во время чрезмерной активности данного пути, как в случае с нейрофиброматозом.
Исследование финансировалось из средств Национальных Институтов Здоровья и Награды Национальной Исследовательской Службы, врученной доктору Ньюберну. Среди соавторов исследования из университетской лаборатории Шнайдера – Дзяоян Ли, научный сотрудник; Сара Э. Шумейкер, ученый научный сотрудник; Дзян Жу, научный сотрудник; Яхонг Ву, главный техник; Даниэль Бондер, аспирант. Стивен Холленбек, техник, д-р Дзян Джонг из Корнелла и д-р Гари Ландрет из Школы Медицины Университета Кейс Вестерн Резерв также являются соавторами.
Источник: medicaldaily.com
Перевод: Vitaminov.net
