Исследования Фонда медицинских исследований Оклахомы показывают новую сложность нервных клеток в головном мозге, которая может повлиять на будущие методы лечения, направленные на изменение настроения и памяти у людей.
Ученый OMRF Кеннет Миллер, Ph.D., изучили функцию общего белка (известного как CaM Kinase II) у крошечных круглых червей, называемых C. elegans. Его исследование опубликовано в последнем номере журнала Genetics.
"CaM-киназа II очень распространена в головном мозге, поэтому она тщательно изучена," Миллер сказал. "Но такие результаты видят впервые."
Используя метод под названием "передовая генетика," Лаборатория Миллера произвольно проверила тысячи мутантных червей на предмет дефектов хранения нейропептидов и неожиданно идентифицировала мутантных червей, лишенных CaM-киназы II. Дальнейший анализ показал, что CaM-киназа II играет важную роль в контроле того, когда и где нейропептиды высвобождаются из нейронов.
Нейропептиды – это небольшие белковые молекулы, которые нервные клетки мозга используют для связи друг с другом. Нарушения в этом общении могут повлиять на обучение, память, социальное поведение и настроение. Они создаются и хранятся в контейнерах, называемых везикулами с плотным ядром. В нормальных условиях они высвобождаются из этих контейнеров только в ответ на соответствующие сигналы в головном мозге.
"Мы пометили нейропептиды флуоресцентным белком, чтобы увидеть, куда они делись," Миллер сказал. "У червей, у которых отсутствовал ген, который вырабатывает CaM-киназу II, нейропептиды практически полностью отсутствовали в тех частях нейронов, где мы их ожидали."
Это потому, что без белка плотные сердцевинные везикулы не могли удерживать нейропептиды. Вместо этого все они были отпущены до того, как их доставили на место хранения, сказал он. По словам Миллера, у людей такое событие будет крайне непредсказуемым и может даже вызвать психотический эпизод.
"Это очень важная демонстрация того, как нейроны и, вероятно, другие нейроэндокринные клетки упаковывают нейропептиды, перемещают их по клетке и высвобождают там, где они будут наиболее эффективными," сказал Майкл Сесма, доктор философии.D., Национального института общих медицинских наук Национального института здравоохранения, который частично профинансировал исследование. "Визуализация с высоким разрешением внутри целых живых нейронов, достигнутая доктором. Миллер и его коллеги – технический образец силы, и они также демонстрируют огромную ценность системы генетической модели C. elegans для изучения внутренней работы живых клеток."
По словам Миллера, лучше понимая, как работают нейроны, врачи и разработчики лекарств смогут точно отточить свои цели при работе с пациентами.
"До этого исследования мы даже не знали, что у нейронов есть этот особый механизм для управления функцией нейропептидов," он сказал. "Вот почему мы проводим фундаментальные исследования. Вот почему важно понимать, как работают нейроны, вплоть до субклеточного и молекулярного уровней."