Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Category:

Нейрокасты: каждому аксону – свой слой

Учёные из Токийского технологического института изучили молекулярные механизмы взаимодействия аксонов, а именно то, как они удерживаются в соответствующих слоях зрительной системы мушек дрозофил.

Нейрокасты: каждому аксону – свой слой
Модель общих и различающихся функций LAR и Ptp69D в аксонах фоторецепторов R7.

Исследователи предполагают, что результаты помогут стабилизировать регенерирующие аксоны на желаемой глубине, например, при трансплантации нейронов после травмы. Подробнее с работой можно ознакомиться в журнале eLife.



У мухи дрозофилы в мозге многослойная зрительная система, как и у людей. Чтобы она функционировала правильно, каждый слой должен получать конкретные сигналы от определенных нейронных скоплений. Для этого аксоны в формирующейся нервной системе должны расти до слоёв-мишеней, а затем формировать там устойчивые связи.

Чтобы определить, как эти связи образуются, команда Такаши Сузуки (Takashi Suzuki) исследовала функции двух рецепторных белков фермента тирозин-фосфатазы, называемых LAR и Ptp69D. Эти белки необходимы для группы фоторецепторов R7 – светочувствительных клеток, аксоны которых заканчиваются в шестом слое (М6) мозгового вещества или медуллы (medulla), которая представляет собой второй узел зрительной доли дрозифил, состоящий в целом из 10 слоев (от М1 до М10).

Нейрокасты: каждому аксону – свой слой
На микрофотографиях показана норма распределения аксонов в медулле (WT), нарушения этого распределения при инактивации генов LAR и Ptp69D поочередно, а также их совместным «выключением».

Исследователи создали мутантные эмбрионы мух, в которых фоторецепторы R7 не содержали генов LAR и Ptp69D. И оказалось, что у этих насекомых более 80 процентов аксонов R7 не заканчивались в слое M6. По мере развития они часто смещались назад или выходили из медуллы полностью.

Затем учёные использовали контролируемую температурой систему экспрессии генов, чтобы определить, как объединённая экспрессия генов LAR и Ptp69D повлияла на специфичное для слоя M6 смещение аксонов R7. На самом низком уровне экспрессии почти все аксоны R7 находились вне медуллы, но по мере повышения её уровней до нормальных, физиологических значений, аксоны R7 скапливались в слое M6.

Нейрокасты: каждому аксону – свой слой
Фотографии конфокальной микроскопии показывают то, как R7-аксоны на различных временных этапах эксперимента (от стадии куколки до взрослой особи) при двойной мутации с отключением генов LAR и Ptp69D (колонка справа) не достигают нужного слоя. При контроле (колонка слева) таких изменений не происходит.

Команда продолжила эксперимент и обратно внедрила гены LAR и Ptp69D в мутантных мушек. Их повторное введение минимизировало смещение и восстановило нормальное положение аксонов R7 в медулле. Этот спасательный эффект был подавлен, когда учёные воспользовались индуцированными мутациями, чтобы частично удалить восстановленные гены, влияющих на функции нейронов. Все эти результаты говорят о том, что внутриклеточная сигнализация от LAR и Ptp69D играет ключевую роль в формировании стабильных соединений в медулле.

Интересно, что восстановление только экспрессии LAR привело к тому, что R7-аксоны в основном оканчивались в слоях М0 и M6, в то время как восстановление экспрессии только Ptp69D приводило к окончанию этих аксонов в слое М3. Это наблюдение предполагает, что слои М0 и М6 содержат лиганды для LAR, а М3 – для Ptp69D.

Выводы, которые сделали исследователи, говорят о том, как аксоны взаимодействуют при развитии зрительной системы. Теперь одной из основных задач в будущих работах станет выявление лигандов LAR и Ptp69D, которые предположительно будут посредниками в конкретном слое.

Текст: Екатерина Андреянова





Ссылка на источник

Tags: генетика, исследования, мозг, нейроновости, нейрофизиология
Subscribe

Posts from This Journal “нейроновости” Tag

  • Мозг во время сна: активность выше, сознание ниже

    Швейцарские исследователи установили, что перед стадией глубокого сна активность между различными функциональными сетями мозга увеличивается, однако…

  • Самостоятельные дендриты

    Как-то мы писали, как новые методы детекции электрической активности нейронов позволило расширить функции мозжечка. В исследовании 2017 года новые…

  • Новые функции мозжечка

    Мозжечок – это тот отдел головного мозга, который отвечает за координацию движения. Классические теории утверждают, что его функции…

Buy for 20 tokens
18-летняя Маша Давидовская из Минска, с рождения страдающая от лимфангиомы (доброкачественной опухоли, поразившей левую глазницу), благодаря помощи неравнодушных людей и организаций успешно прошла первый из трех этапов лечения! Она от всего сердца благодарит каждого за помощь! Маша вернулась…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments