Первая комплексная карта
"Предыдущие исследования изучали транспортные процессы в небольших областях аксона, например, в самом начале или в самом конце. Это оставило неясным, как движение молекул через аксон регулируется на больших расстояниях. В нашем исследовании мы представляем первую исчерпывающую карту транспорта в аксонах млекопитающих ", – говорит Каспер Хугенрад, профессор клеточной биологии в Утрехтском университете, объясняя актуальность этого исследования.
В тупике
В большинстве нейронов область между телом клетки и аксоном, называемая «начальным сегментом аксона», служит контрольной точкой: только некоторые молекулы могут проходить через нее.
Эта область ставила ученых в тупик более десяти лет. Почему молекулы одного типа должны проходить через эту область, а другие – нет?? Ответ можно найти в регуляторе трафика, белке под названием MAP2. «Этим открытием мы ответили на фундаментальный вопрос об уникальном функционировании нервных клеток, который долгое время занимал ученых», – говорит ведущий автор исследования доктор Лаура Гуми.
Движущая сила
Клеточные биологи из Утрехта впервые обнаружили, что большее количество MAP2 накапливается между телом клетки и аксоном. Когда они удалили MAP2 из нейрона, нормальный паттерн движения молекул изменился.
Некоторые молекулы внезапно перестали поступать в аксон, тогда как другие накапливались в аксоне вместо того, чтобы проходить через тело клетки. Этот аномальный транспорт указывает на то, что MAP2 является движущей силой транспорта внутри аксона.
Ключи от машины
Клеточные биологи из Утрехтского университета сделали еще одно очень важное открытие.
Поскольку аксоны очень длинные, транспорт в нейронах осуществляется наборами белков, известных как «моторные белки», которые несут на своей спине пакеты других белков. Как оказалось, MAP2 может включать и выключать определенный «моторный белок», например ключ от машины. Это означает, что MAP2 фактически контролирует, какие пакеты молекул могут проникать в аксон, а какие нет.
Ориентация на активность транспортного двигателя позволила исследователям сделать еще одно интересное открытие: MAP2 также может контролировать доставку молекул в определенные точки вдоль аксона.
Новые цели для терапии
«Было показано, что транспорт внутри аксонов не работает при болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона, а также при многих других заболеваниях. Когда нейрон больше не может контролировать, куда направляются молекулы, или не может доставить молекулы туда, где они должны быть, он не может выполнять свою работу.
Понимая, как работает транспорт, мы заложили основу для рассмотрения новых целей и потенциальных методов лечения различных нейродегенеративных расстройств », – заключает Каспер Хугенрад.