研究人员展示了神经细胞的空间组织如何影响其过程如何退化

修剪的新见解
微管(绿色)在水果幼虫神经细胞的树枝状中。左:在修剪期间,微管首先在靠近细胞体(中间厚点)的树枝状内部分裂。右:如果Microtubules的极性取向发生变化,则它们不再正确降低。信用:S. Herzmann等人./development

在人类神经系统的发展期间,数十亿神经细胞连接,以便彼此通信。为此,他们使用轴突和树突。错误匹配的过程,或者那些不再需要的过程,在发展过程中堕落。这种变性非常具体,因为它仅影响不再需要的过程的一部分。但神经细胞如何确定轴突或树枝状的哪个部分脱节和保留?

德国Münster大学的研究人员现在报告了神经细胞的空间组织与其进程的退化之间的相关性。利用果蝇作为模型系统,他们发现细胞骨架成分的特定排列影响着特定类型的树突的方向在开发期间退化。“这表明神经元过程中的退行过程如何在空间上受到监管,”一位初级研究员团体领导者Sebastian Rumpf博士说,卓越和研究领导者。从长远来看,结果将帮助科学家更好地了解神经系统如何发展以及神经途径如何在大脑中正确连接。该研究已在期刊上发表发展

“修剪”是描述神经细胞过程退化的术语。底层修剪的机制是由Sebastian Rumpf的生物学家团队的主要重点是在果蝇果蝇Melanogaster中研究这个过程。该团队早些时候发现了细胞骨架中的组分 - 管状微管 - 在修剪过程中对关键作用进行关键作用。“他们分开,因此,树突然后还退化。这一过程由我们去年发现的信号传导蛋白质发起,”Svende Herzmann博士,初前和目前的研究。“然后我们想要知道的是,在这个过程中,哪个空间方面在细胞中发挥作用。”

为了解决这个问题,研究人员用荧光染料标志着果蝇幼虫树突中的微管,并通过共聚焦显微镜观察它们。然后他们随着时间的推移跟踪微管的行为。“我们观察到的是微管在靠近神经的细胞体的树枝状的分枝点上特别敏感并且他们首先崩溃,“Sebastian Rumpf说。这些差距散开到横向分支中 - 与树突本身的击穿方向相关。

“我们向自己询问了微管的空间方向是否对此可能很重要,”Svende Herzmann说。微管具有固有的极性:每个“管”具有所谓的加末端和负端。从早期的研究中众所周知,树突中的加末端总是朝向细胞体定向。在轴突中,它是另一方面的圆形和在这些过程中,退化从分支到分支的尖端进行,枝形曲线的精确相反的取向。

然后,研究人员使用遗传学来灭活Kinesin,这是一种重要的电动机蛋白,从而改变了微管在树突中的均匀对准。值得注意的是,这种特定的操纵阻止了树突变性。“因此,电池的空间组织与修剪之间存在相关性“Sebastian Rumpf说,”这是一个非常激动人心的假设,我们将在进一步的研究中巩固。“作为下一步,研究人员希望使用高分辨率显微镜,以便更详细地看到特殊过程分支点 - 这将使他们能够了解有关调节退化的机制的更多信息细胞过程。


进一步探索

发现键蛋白允许神经细胞自身修复

更多信息:Svende Herzmann等人,在树突灌注吲哚氏菌属中的微管破坏的空间调节,发展(2018)。DOI:10.1242 / dev.156950
信息信息: 发展

所提供的默克斯特大学
引文:研究人员展示了神经细胞的空间组织如何影响其流程如何退回2011年4月28日从//www.puressens.com/news/2018-06-spatial-nerve-cell-degenere.html
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