Исследование на мышах предполагает, что структуры, называемые первичными ресничками, играют роль в передаче сигналов нейронами; в частности, они действуют как кратчайший путь для передачи сигналов непосредственно в ядро, чтобы вызвать изменения в хроматине, комплексе, который образует хромосомы.
Это открытие может помочь ученым разгадать роль этих таинственных структур в других клетках, а также дать нам более глубокое понимание сложной работы мозга.
"Этот особый синапс представляет собой способ изменить то, что транскрибируется или создается в ядре, и это изменяет целые программы", — говорит доктор медицины Дэвид Клэпхэм из исследовательского кампуса Джанелии Медицинского института Говарда Хьюза.Первичные реснички можно обнаружить на поверхности почти всех клеток млекопитающих — роль некоторых из них хорошо изучена, например те, которые помогают перемещать слизь в наших легких, — но во многих клетках их функции изучены плохо.
«Это похоже на новое соединение в клетке, который дает прямой доступ к изменениям хроматина, и это очень важно, потому что хроматин изменяет так много аспектов клетки».
В некоторых случаях они могут действовать как антенна, принимающая сигналы от внешних раздражителей. Например, в фоторецепторных клетках они играют определенную роль в обработке света.
Считается, что первичные реснички — это пережиток наших одноклеточных истоков, существовавших миллиарды лет назад, но какую функцию они выполняют в нейронах, остается загадкой.
Исследователи говорят, что это частично связано с тем, что они настолько малы, что их трудно разглядеть с помощью традиционных методов визуализации.
Однако недавние достижения позволили легче увидеть более мелкие и тонкие структуры, что побудило команду во главе с нейробиологом Шу-Сянь Шеу из лаборатории Джанелии в Клэпхэме присмотреться повнимательнее.
Ученые провели свое исследование как на живых взрослых мышах, так и на фиксированных образцах мозга. Они использовали сканирующую электронную микроскопию с сфокусированным ионным пучком для изучения нейронов в высоком разрешении, определив, что реснички могут образовывать синапс - структуру, которая позволяет нейронам обмениваться сигналами между клетками - с аксонами нейронов.
Это позволило команде разбить пошаговый процесс, посредством которого нейротрансмиттер серотонин высвобождается из аксона на рецепторы ресничек. Оттуда каскад сигналов открывает хроматин в ядре нейрона, позволяя изменять генетический материал внутри.
Команда называет свое открытие «аксо-цилиарным синапсом» или синапсом «аксон-ресничка» и говорит, что, поскольку сигналы вызывают изменения в ядре клетки, они могут быть ответственны за реализацию более долгосрочных изменений, чем аксон-дендрит. синаптические связи.
Следовательно, цилиарный синапс может быть кратчайшим путем к долговременным геномным изменениям.
Следующим шагом в исследовании будет более пристальное внимание к другим рецепторам первичных ресничек нейронов. Это исследование было сосредоточено только на серотонине, но есть еще как минимум семь рецепторов нейротрансмиттеров, которые требуют дальнейшего изучения, говорят исследователи.
После более глубокого понимания нейронных ресничек команда хотела бы исследовать роль первичных ресничек в других органах. Более детальное понимание того, как работает тело, всегда полезно. Например, это может привести к разработке более целенаправленных, специализированных терапевтических препаратов.
Хотя, конечно, сначала нужно будет определить, что цилиарный синапс присутствует и точно так же работает в человеческом мозгу.
«Все, что мы узнаем о биологии, может помочь людям улучшить свою жизнь», — говорит Клэпэм.Источник новости Cell.
«Если вы можете понять, как работает биология, вы можете все исправить».
Комментарии читателей
на нашу рассылку