البيولوجيا العصبية الجزيئية

البستاني المخصص: أدى نقص بروتين Kif2a إلى نمو بري للألياف العصبية في جلد الفئران البالغة (يمين)، بينما في الفئران التي لا تعاني من نقص البروتين تمت زراعة النهايات العصبية بعناية (يسار).

مؤلمة ولكن أقل

اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم بروتينًا ينظم حساسية الألم طوال الحياة
الجزيء الذي يحمل في طياته رسالة التجديد أنت هنا الصفحة الرئيسية > الإصدارات > أخبار العلوم بلغة ودية > هناك شيء جديد تحت العصب شارك العلامات مايكل فينزلبرميك فينزلبر البيولوجيا العصبية الجزيئية العلوم الجزيئية الحيوية الجهاز العصبي الخلايا العصبية التواصل بين الخلايا العصبية مثل أبو بريص من خلال إعادة نمو ذيولها، تعرف امتدادات الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المحيطي أيضًا كيفية التجدد بعد الإصابة. ولسوء الحظ، فإن الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي، أي الدماغ والحبل الشوكي، لديها قدرة محدودة على التجدد. وعليه فإن الأمراض التي تؤدي إلى انحطاط وموت الخلايا العصبية في الدماغ، مثل مرض الزهايمر، ومرض باركنسون، والتصلب الجانبي الضموري، هي أمراض لا رجعة فيها وغير قابلة للشفاء. ما الذي يمنح الجهاز المحيطي -الذي يربط الدماغ والحبل الشوكي بأعضاء الجسم- قدرة متزايدة على التجدد؟ كشفت دراسة جديدة أجراها علماء معهد وايزمان للعلوم أن البروتين، الذي لم تتم ملاحظته حتى الآن إلا أثناء التطور الجنيني، له دور رئيسي في تجديد الخلايا العصبية الناضجة في الجهاز العصبي المحيطي. عندما تتمايز الخلايا الجنينية إلى خلايا بالغة، يتغير تركيب البروتينات التي تنتجها. وفي حالة الخلايا العصبية، كان من الشائع الاعتقاد بأن انخفاض مستويات البروتين المسمى PTBP1 في الخلايا الجنينية هو جزء أساسي من تحولها إلى خلايا ناضجة في الجهاز العصبي. وقد أظهرت الدراسات السابقة أنه عند الانتهاء من عملية التمايز وتحول الخلايا الجنينية إلى خلايا عصبية ناضجة في الجهاز العصبي المركزي، يتوقف إنتاج البروتين تمامًا. في السنوات الأخيرة، دفعت هذه النتائج مجموعات البحث إلى محاولة إعادة إنتاج هذه العملية في المختبر: خفض مستويات البروتين PTBP1 في الخلايا التي ليست خلايا عصبية وبالتالي إنتاج خلايا عصبية ناضجة منها. وكان الأمل في إمكانية تطبيق هذه الطريقة على المرضى الذين يعانون من أمراض التنكس العصبي وإنتاج خلايا عصبية جديدة لهم. من اليمين: الدكتورة رينات نيبو، الدكتورة ناتاليا أوكلادينيكوف، الدكتورة أوجستينا دي فيزيو، فيليب فرويند، الدكتورة إيدا ريشيل، البروفيسور مايكل (مايك) فينزلبر وبييرلويجي دي ماتيو ولكن في دراسة جديدة بقيادة الباحثة مرشحة الدكتوراه الدكتورة ستيفاني ألبر وطالبة الدكتوراه بييرلويجي دي ماتيو من المجموعة البحثية للبروفيسور مايكل (مايك) فينزلفر في أقسام العلوم الجزيئية الحيوية والبيولوجيا العصبية الجزيئية في المعهد، تم اكتشافه بشكل مفاجئ أن بروتين PTBP1 يتم التعبير عنه ليس فقط في الخلايا الجنينية التي لم تخضع بعد للتمايز، ولكن أيضًا في الخلايا العصبية الناضجة - على الرغم من أنها ليست خلايا عصبية للجهاز العصبي المركزي، ولكن نعم للجهاز العصبي المحيطي. واكتشف الباحثون ذلك بالصدفة تمامًا، أثناء دراسة العمليات التي تحدث في العصب الوركي لدى الفئران، وهي الأعصاب التي تخرج من العمود الفقري وتصل إلى القدم. وكانت التجربة الأصلية التي أجراها الباحثون تهدف إلى العثور على جزيئات تنظم معدل إنتاج بروتين آخر يسمى KPNB1 - "postcarriage" - المسؤول عن حمل معظم الرسائل المنقولة من الامتدادات البعيدة للخلايا العصبية إلى نواة الخلية. ومن بين وظائفه الأخرى، يعد بروتين KPNB1 مسؤولاً عن إرسال إشارة إلى نواة الخلية تفيد بإصابة فرع عصبي، حتى تتمكن الخلية من تجديده. ومع ذلك، قبل أن تتمكن سيارة البريد من الانطلاق وحمل الرسائل من الزوائد إلى النواة، يتعين على الخلية إطلاق جزيئات RNA المرسال التي تحتوي على "الوصفة" لإنتاج سيارة البريد في المسار المعاكس (من النواة إلى النواة). الزوائد). وفي الطريق أو عند الوصول إلى الوجهة، قد ترتبط جزيئات أخرى بالرسول، مما يؤدي إلى تأخيره أو تسريعه وبالتالي التحكم في معدل إنتاج عربة البريد. كان الاكتشاف المفاجئ في الدراسة الجديدة هو أن PTBP1 لم يكن موجودًا في الخلايا الناضجة فحسب، بل كان أيضًا مرتبطًا بإحكام بالحمض النووي الريبي المرسال في سيارة البريد. لكن هل وكيف يؤثر على إنتاجه وتجديد الخلايا العصبية؟ "يعاني عشرات الملايين من الأشخاص حول العالم من أمراض تؤدي إلى انحطاط وموت الخلايا العصبية في الدماغ. ولكي نفهم سبب فشل الجهاز العصبي المركزي في محاولته التجدد بعد الإصابة، يجب علينا أولاً أن نفهم كيف ينجح الجهاز العصبي المحيطي في القيام بذلك." وللإجابة على هذا السؤال، تابع العلماء استجابة الخلايا العصبية للإصابة. ولاحظت أنه بعد ثلاثة أيام بدأت مستويات PTBP1 في الخلية في الارتفاع وخلال أسبوع وصلت إلى مستويات قياسية. ومع زيادة مستويات PTBP1، لاحظ الباحثون أن امتدادات الخلايا العصبية تبدأ في التجدد. كشف تسلسل جزيئات الحمض النووي الريبي المرسال التي ارتبطت بـ PTBP1 بعد الإصابة أن البروتين يرتبط ليس فقط بجزيئات الحمض النووي الريبي المرسال في سيارة البريد، ولكن أيضًا ببروتينات أخرى تلعب دورًا في تجديد الأعصاب. الدكتورة ستيفاني ألبر لمواصلة التحقيق في نشاط PTBP1 في الخلايا البالغة، قام الباحثون بإزالته من الخلايا عن طريق الهندسة الوراثية، وأظهروا أنه نتيجة لذلك، يتم تجديد الخلايا العصبية من نوع "مستقبلات التنبيه" - الخلايا التي دورها هو لنقل الإحساس بالألم استجابة لمحفز ضار قد يؤدي إلى تلف الأنسجة - كان ضعيفًا. وفحص العلماء أيضًا ما إذا كان إسكات الجين له تأثيرات إضافية، واكتشفوا أنه يزيد من الحساسية للمحفزات الميكانيكية والحرارة. وفي محاولة لتعميق فهم كيفية تأثير PTBP1 على تجديد الخلايا العصبية، فحص الباحثون ما إذا كان يؤثر أيضًا على بروتين آخر، RHOA - وهو "مفتاح تحكم" مهم في عملية تمايز الخلايا العصبية وتجديدها. عندما يتم إنتاج بروتين RHOA بمستويات عالية، فإنه يعمل كنوع من مفتاح الإيقاف الذي يمنع نمو الخلايا. واكتشف الباحثون أن PTBP1 يثبط إنتاج مفتاح التحكم في امتدادات الخلايا العصبية، وبالتالي تمكينها من النمو والتجدد. تعزز هذه النتائج احتمال أن يكون إنتاج PTBP1 في الخلايا العصبية المحيطية هو ما يمكّن من تجديدها بكفاءة، على عكس الجهاز العصبي المركزي. الخلايا العصبية الحسية للجهاز العصبي المحيطي في الثقافة. بعد الإصابة (العمود الأيمن)، تنمو امتدادات الخلايا العصبية التي تعبر عن البروتين PTBP1 (الصف العلوي) بشكل أفضل بكثير من الخلايا العصبية ذات التعبير المنخفض عن البروتين PTBP1 (الصف السفلي).

هناك واحد جديد تحت الحزن

الجزيء الذي يحمل معه رسالة التجديد
الخلايا الدبقية الصغيرة التي تم "إنضاجها" في المختبر من الخلايا الجذعية المستمدة من مرضى التصلب الجانبي الضموري (باللون الأخضر)، ونواة الخلية - باللون الأزرق. تم تصويرها باستخدام مجهر متحد البؤر

الطفرة الجيدة

اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم مسارًا جديدًا قد يحمي الخلايا العصبية في الدماغ ويبطئ تطور أمراض الدماغ التنكسية.
شعار موقع العلوم
חיפוש