Hogyan válnak agyi áramkörei rosszul
A kutatók felfedezték, hogy hibás kábelezés akkor fordul elő, amikor a növekvő axonba ágyazott RNS-molekulák nem bomlanak le, miután utasításokat adnak, amelyek segítenek az idegsejt irányításában.
Például az a jel, amely utasítja az axont, hogy forduljon meg - aminek a fordulás után el kell tűnnie - aktív marad, és zavarja az új jeleket, amelyek az axont más irányokba irányítják.
"Az agy hibás bekötésének alapjainak megértése segíthet a tudósoknak új terápiák és stratégiák kidolgozásában a probléma kijavítására" - mondta a tanulmány vezető szerzője, Samie Jaffrey, PhD.
"Az agy egészen plasztikus és megváltoztatható egészen fiatalon, és ha tudjuk, miért hibásan vannak bekötve az áramkörök, lehetséges lehet ezeknek az utaknak a korrigálása, lehetővé téve az agy számára, hogy új, funkcionális vezetékeket építsen."
A hibás neuronális áramkörökkel járó rendellenességek közé tartozik az epilepszia, az autizmus, a skizofrénia, a mentális retardáció, a görcsösség és a mozgászavarok - jegyezte meg.
Az agy fejlődése során az idegsejteknek kapcsolódniuk kell egymáshoz, amit hosszú axonjaik kiterjesztésével tesznek meg, hogy megérintsék egymást - magyarázzák a kutatók. Végül az idegsejtek kört képeznek az agy és a célszövet között, amelyen keresztül kémiai és elektromos jeleket közvetítenek.
Az új tanulmányban a kutatók olyan neuronokat vizsgáltak, amelyek a gerincvelőn felfelé haladnak az agyba.
"Nagyon kritikus, hogy az axonok pontosan elhelyezkedjenek a gerincvelőben" - mondta Jaffrey. "Ha nem megfelelően helyezkednek el, akkor rossz kapcsolatokat alakítanak ki, ami oda vezethet, hogy a jelek az agy rossz célsejtjeihez kerülnek."
Azt mondta, hogy az axon irányítja és megtalálja a megfelelő célpontját, az axonok hegyén elhelyezkedő „növekedési kúpokon” keresztül.
"Ezek a növekedési kúpok képesek érzékelni a környezetet, meghatározni a célpontok helyét és feléjük navigálni" - folytatta. „A kérdés mindig is az volt - honnan tudják, hogyan kell ezt megtenni? Honnan származnak azok az utasítások, amelyek megmondják nekik, hogyan találják meg a megfelelő célpontot?
A kutatók megállapították, hogy a növekedési kúpba ágyazott RNS-molekulák felelősek az axon balra vagy jobbra, felfelé vagy lefelé történő mozgatásának utasítására. Ezek az RNS-ek olyan antennaszerű fehérjéket termelnek, amelyek az axont úgy irányítják, mint egy önvezérelt rakétát.
"Ahogy áramkör épül, az RNS-ek az idegsejt növekedési kúpjaiban többnyire csendesek" - magyarázta. „Megállapítottuk, hogy a specifikus RNS-eket csak pontos szakaszokban olvassák le annak érdekében, hogy előállítsák az axon megfelelő időben történő irányításához szükséges megfelelő fehérjét. A fehérje előállítása után láttuk, hogy az RNS utasítás lebomlik és eltűnik. "
"Ha ezek az RNS-ek nem tűnnek el, amikor kellene, akkor az axon nem pozícionálja magát megfelelően - balra jobbra fordulhat -, és a kábelezés hibás lesz, és az áramkör meghibásodhat" - folytatta.
A kutatók nem számoltak azzal, hogy az agy bekötésének irányítása ezekben az RNS-molekulákban található, amelyeket „folyamatosan dinamikusan fordítanak át” - mondta Jaffrey.
"Ez azt mondja nekünk, hogy ezeknek az RNS degradációs útvonalaknak a szabályozása óriási hatással lehet az agy fejlődésére" - mondta. "Most már tudjuk, hova kell keresnünk, hogy szétválasszuk ezt a folyamatot, ha ez rosszul alakul, és gondolkodjunk azon, hogyan javíthatnánk meg."
A tanulmány a folyóiratban jelent meg Sejt.
Forrás: Weill Cornell Orvosi Főiskola
