Команда обнаружила, что белок, называемый TCF4, остается в клетках после нейрогенеза, где они превращают безработные клетки в нейроны. Нейроны – это клетки нервной системы, которые посылают друг другу определенные сигналы, и ученые полагали, что TCF4 деградировал и исчез на этой стадии. Однако исследователи Drexel обнаружили, что TCF4 остается и ограничивает количество синапсов, производимых нейронами.
«Кажется, эти белки выполняют двойную функцию», – сказал Дэниел Маренда, доктор философии, доцент и директор программы выпускников биологии в Колледже искусств и наук Дрекселя. "Белки не только берут клетку, у которой нет работы, и дают ей ее, но и как только клетка выполняет свою работу, они говорят этой клетке, как это делать."
Исследование «Дочерние белки bHLH типа I и TCF4 ограничивают разветвление нейритов и образование синапсов путем репрессии нейрексина в постмиотических нейронах» было опубликовано в Cell Reports.
Его первый автор, Митчелл Д’Розарио, доктор философии, был аспирантом Маренды, а в настоящее время является исследователем постдокторантуры в Медицинской школе Вашингтонского университета.
В то время как белок, находящийся в центре исследования, обозначается как TCF4 у людей, крыс и мышей, у дрозофилы, или плодовых мушек, он получил название «без дочери», где была обнаружена стойкость белка.
"Мы обнаружили довольно неожиданно, что белок мухи Daughterless присутствует в нейронах, клетках, которые уже выполняли свою работу.
Для нас это было странно, – сказала Маренда. "Поэтому мы решили выяснить, что Daughterless может делать в камерах."
Когда они обнаружили, что Daughterless регулирует количество синапсов в нейронах, команда проанализировала TCF4 у мышей и обнаружила, что он делает то же самое. Белок не исчез, но все еще присутствует и очень активен.
Эти результаты особенно важны из-за ассоциации вариантов гена TCF4 с шизофренией и синдромом Питта-Хопкинса, нарушением психического развития.
«Мутации в TCF4 связаны с обоими», – объяснила Маренда. «Таким образом, мы думаем, что TCF4, скорее всего, участвует в формировании нужного количества синапсов, которые создает клетка, чтобы поток информации в нервной системе не сбивался с толку и не становился дисфункциональным. Когда вы теряете эти белки, у вас внезапно появляется слишком много синапсов, и это нарушает функцию нервной системы."
Маренда сказала, что есть доказательства того, что клетки, образующие слишком много синапсов, связаны с аутизмом. Дальнейшее изучение присутствия TCF4 (и Daughterless) в нейронах может раскрыть больше о взаимосвязи между количеством синапсов и функцией нервной системы взрослого человека.
«В зависимости от серьезности воздействия мутации на TCF4 вы можете получить разные результаты», – сказал Маренда. «Слишком серьезная мутация может дать вам сильный эффект, как синдром Питта-Хопкинса, в то время как другие изменения в гене могут увеличить риск шизофрении. Но основной механизм может быть похожим."