Comme les nourrissons, nos cerveaux ne sont pas terriblement organisés. Mais, comme nous grandir et apprendre, les choses deviennent un peu plus stable. Les voies du cerveau qui nous serviront tout au long de nos vies commencent à organiser et synapses, inefficaces moins actifs sont arrêtés.

Mais comment et pourquoi cela se produit? Et ce qui arrive quand vous ne pas normalement besoin d'être? Une nouvelle étude de l'Université du Michigan Medical School peut aider à expliquer.

Decayed Synapse



Un nouvel article dans Nature Neuroscience montre des découvertes importantes sur la façon dont les cellules du cerveau appelées neurones conservent leurs connexions les plus actifs avec d'autres cellules, tout en laissant l'autre synapses décroissance.

Les chercheurs montrent que SIRP alpha, une protéine sur la surface de diverses cellules dans tout le corps, semble jouer un rôle clé dans le processus de cimentation connexions synaptiques plus actives entre les cellules du cerveau.

Ces résultats progresser la compréhension de base de développement du cerveau.

Le travail peut aussi aider à la recherche sur les maladies comme l'autisme, la schizophrénie, l'épilepsie et le retard mental, qui ont une base en fonction des synapses anormale.

"Pour le cerveau pour être vraiment fonctionnel, nous avons besoin de maintenir des connexions plus active et plus efficace», explique l'auteur principal Hisashi Umemori, MD, Ph.D., professeur adjoint de recherche à l'UM moléculaire et Behavioral Neuroscience Institute et professeur adjoint de chimie biologique à l'école de médecine. "Donc, au cours du développement est essentiel pour établir des connexions efficaces, et de supprimer les inactifs. Nous avons identifié un mécanisme moléculaire clé que le cerveau utilise pour stabiliser et à échéance plus de connexions actives".

Umemori dit les nouveaux résultats sur SIRP alpha ont augmenté directement à partir de travaux antérieurs sur la compétition entre les neurones, permettant à la partie la plus active des routes et des circuits.

Prix ​​SIRP

L'équipe soupçonne qu'il doit y avoir une sorte de signal entre les deux cellules des deux côtés de chaque synapse, ce qui provoque des synapses les plus actives de se stabiliser. Donc, ils ont cherché à savoir ce qu'il était.

Le groupe avait précédemment montré que SIRP-alpha a été impliqué d'une certaine façon dans la capacité d'un neurone pour former une terminaison nerveuse présynaptique, une extension de la cellule qui tend la main à une cellule voisine, et peut envoyer les signaux chimiques que les cellules de l'utilisation du cerveau de communiquer à l'autre.

SIRP-alpha est également déjà connu pour servir une fonction importante dans le reste du corps; essentiellement des cellules normales aider à raconter le système immunitaire de ne pas attaquer. Il peut également aider les cellules cancéreuses échappent à la détection par les chiens de garde du système immunitaire.

Dans cette étude, l'équipe a étudié la fonction alpha SIRP dans le cerveau. Ils ont commencé à comprendre son rôle dans la stabilisation de synapses. Une attention particulière a été accordée à l'hippocampe, une région du cerveau importante pour l'apprentissage et la mémoire.

Grâce à une série d'expériences, ils ont montré que quand une cellule de cerveau reçoit des signaux à partir d'une cellule voisine à travers une synapse, libère effectivement SIRP-alpha dans l'espace entre les cellules.

Un cerveau est à travers l'action des molécules à l'intérieur de la cellule, appelés CaMK et MMP, qui agissent comme des ciseaux moléculaires, coupe une protéine SIRP-alpha dans la moitié de sorte que vous pouvez flotter librement loin de la cellule.

Accord Reliure

La partie de la protéine alpha-SIRP flottant dans les synapses "gap" se fixe à un récepteur de l'autre côté, appelé récepteur CD47.

Cette liaison, à son tour, semble dire la cellule que le signal envoyé précédemment a été effectivement reçu, et que la synapse est bon. Par conséquent, la porte de la cellule la plupart des molécules chimiques de signalisation vers le bas de cette façon, et les libère dans la synapse.

Comme les messages de plus en plus nerveuses voyageant entre l '"envoi" et "recevoir" les cellules des deux côtés de la synapse, plus SIRP-alpha est clivé, publié dans la synapse, et lié à CD47.

Les chercheurs croient que ce processus est répété ce qui aide les cellules détermine les synapses de garder, et lesquels laisser sécher.

Umemori dit que l'équipe veut voir ce qui arrive ensuite lorsque SIRP-alpha est pas divisé comme il se doit - et ce qui se passe dans les cellules quand une synapse est éliminé.

"Cette étape de l'excrétion SIRP-alfa doit être au cœur du développement d'une fonction de réseau neuronal," dit-il. "Et si elle n'a pas bien fait, maladies ou troubles peuvent causer. Peut-être que nous pouvons utiliser cette connaissance pour le traitement de maladies causées par des défauts dans la formation des synapses. "

Il note que le gène du récepteur de CD47 est dans la même zone de notre ADN que plusieurs gènes qui sont soupçonnés d'être impliqués dans la schizophrénie.

studioorigine

Anna B Toth, Akiko Terauchi, Lily Zhang Y, M Erin Johnson-Venkatesh, David J Larsen, Michael A Sutton, Hisashi Umemori.
Maturation des synapses de l'activité dépendant ectodomaine excrétion SIRPα.
Nature Neuroscience, 2013;