Il est un miracle de la nature au milieu de plusieurs milliards de cellules similaires dans le cerveau et la moelle épinière, les neurones peuvent étendre leurs axones tendrillous exactement au bon endroit pour former des connexions. Sinon, nous ne serions pas bouger, de sens ou de penser correctement, voire pas du tout.

Dans une nouvelle étude, les chercheurs rapportent une découverte qui permet d'expliquer la façon dont les axones peuvent trouver leur chemin à travers la ligne médiane de la moelle épinière.



Les résultats contribuent à la solution du mystère de la base du guidage axonal, mais pourraient également faire avancer les scientifiques un peu plus près de réaliser le médecin de l'aspiration à réparer les dommages au système nerveux central. L'auteur principal, Alexander Jaworski, professeur adjoint de neurosciences à l'Université Brown et un membre de l'Institut pour les sciences du cerveau Brown, a déclaré:

"Nous avons identifié un nouveau repère qui guident les axones. La recherche qui clarifie les mécanismes qui permettent aux neurones pour former les connexions appropriées, y compris notre étude, ont le potentiel d'éclairer les approches de traitement pour la réparation neuronale."

Éloignez-vous des Nell2

La découverte particulier de Jaworski et ses co-auteurs est une protéine appelée "Nell2", qui agit comme un signe «Ne pas entrer» le long de la trajectoire d'un axone en croissance.

Nell2 est la première protéine connue pour se lier à un récepteur sur les neurones appelés ROBO3 critique. Lorsque cela se produit la liaison, la croissance des axones écarte loin, les expériences de l'équipe montrent.

Nell2 rejoint ensuite une triade de signes qui ROBO3 exécute dans la régulation de la croissance de l'axone. La présence de la nétrine attire les axones exprimant ROBO3 et un sous-type particulier de ROBO3 permet axones à ignorer les signaux fournis par répugnantes une autre protéine appelée fente.

Les globules rouges colorées en ce

Exprimant le récepteur ROBO3 équipe puis un neurone à développer leurs axones selon les règles suivantes: aller là où ils ont besoin pour, éviter les zones interdites, et ignorent les interdictions destinées à d'autres neurones, mais pas pour eux.

Jaworski a commencé la recherche en tant que boursier postdoctoral à Genentech à South San Francisco, en Californie., Et il a continué à l'Université Rockefeller avant de le remplir à Brown, où il est arrivé il ya deux ans.

A cette époque, il a mené une série d'expériences de laboratoire qui ont identifié Nell2 en tant que partenaires de liaison pour ROBO3, a montré que sa présence repousse des axones, et a démontré que l'expression à la fois ROBO3 et Nell2 est nécessaire pour le guidage axonal.

Spinal Signification

At-il travaillé dans le système de modèle de la moelle épinière du rat. Comme dans le cerveau, il existe côtés gauche et droit distincts qui sont reliés par des axones traversent la ligne médiane.

Son travail contribue ainsi à expliquer ce qui motive ces axones au cours notamment de passage.

Une maladie génétique humaine rare illustre l'importance de ces liens. Les personnes ayant une mutation qui les empêche d'exprimer ROBO3 ne peut pas bouger les yeux de gauche à droite, Jaworski dit.

Un tel mouvement est réalisé quand un muscle d'un côté des contrats yeux et un muscle se détend de l'autre côté.

Les personnes sans ROBO3 pas axones qui traversent la ligne médiane du cerveau postérieur et par conséquent ne pas transmettre des signaux à l'opposé des côtés opposés de l'oeil. Au lieu de cela, les muscles à la fois sur contrat de côtés et l'œil ne se déplace pas latéralement.

En plus du cerveau?

La prochaine étape de la recherche est de déterminer si Jaworski Nell2 ROBO3 et de travailler ensemble comme ils le font dans le cerveau à la moelle épinière. Sciences co-auteur et la haute neurosciences houx Gildea Brown contribue à conduire ce travail.

Si Nell2 fait est également actif dans le cerveau, de sorte que les résultats pourraient éclairer les approches cliniques futurs là. Les nerfs se développent relativement bien dans la plupart des corps, Jaworski a dit, mais dans le cerveau après une blessure ou dégénérescence neurologues sera probablement nécessaire pour guider la repousse.

Il peut ne pas être suffisante, par exemple, d'implanter certaines cellules souches et de les transformer en neurones, pour plusieurs raisons. Parmi celles-ci est le projet qui guide le développement de la base neurale ne persiste pas passé l'enfance.

"Un problème majeur est que toutes les instructions qui étaient présents lorsque le cerveau se développe initialement ne sont plus là", a déclaré Jaworski.

Neural Repair est un objectif à long terme, pour être sûr, mais les découvertes de base tels que l'identification des Nell2 peut ouvrir la voie.

Redondance opérationnelle dans le guidage axonal travers ROBO3 récepteur multifonctionnel et son ligand Nell2
Alexander Jaworski, Irene Tom, Raymond K. Tong, Holly K. Gildea, Alexander W. Koch, C. Lino Gonzalez, et Marc Tessier-Lavigne
Sciences 20 Novembre, 2015: 350, 961-965.

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