Белок Создает Пути для Выращивания Нервных Клеток

     Работая с мышами, ученые из Университета Джонса Хопкинса обнаружили, что особый белок помогает нервным клеткам распространяться самим - по спинному мозгу, во время развития млекопитающих. Их результаты проливают свет на подвиды мышечной дистрофии, в результате мутации в гене, который содержит код для белка, называемый дистрогликан, а также показывает, как нервные и мышечные недостатки дегенеративных заболеваний связаны между собой.

     У всех млекопитающих, в том числе у мышей и у людей, нервные клетки развиваются в головном и спинном мозге, они должны образовывать соединения с самими собой и с мышцами, чтобы обеспечить надлежащий контроль - за движением. Нервные клетки иногда распространяется по всей длине спинного мозга для подключения сенсорных нервов, передающих информацию, например, от ног к мозгу. Чтобы сделать это, нервные клетки необходимо закрепить в их «спец. местах»,  а затем проложить длинные, тонкие, проекции - вплоть до местоположения их конечных целей. Этих связей, или аксонов, может быть в 10000 раз больше, чем клеток тела.

     В докладе, опубликованном в журнале Нейрон - 6 декабря, авторы сообщают, что во время развития плода, аксоны распространяются сами, по конкретным путям созданным дистрогликаном.

  "Дистрогликан создает пути, а затем связывает другие молекулы вместе, которые действуют как дорожные знаки, обеспечивая направление сигналов для аксонов на пути к своей цели", говорит Давид Гинти, доктор философии, исследователь и профессор неврологии в Институте фундаментальных биомедицинских наук при Университете Джонса Хопкинса .

 Чтобы найти новые гены, связанные с миграцией аксонов, исследователи химическим путем, вызвали случайные генетические изменения во всем геноме мышей, а затем и исследовали эти аксоны. То, что получилось, это были мутации в двух генах, которые привели к росту аксонов в модели аналогичной мышиной, лишенные белка в промежутках, которые, обеспечивают направление сигналов для нервных аксонов.

     Заглянув глубже, Райт обнаружил, что мутировавшие гены кодируют белки B3gnt1 и ISPD, оба из которых недавно был задействованы при добавлении сахара в молекулы дистрогликана. Сахар тесно связан с белками, через его можно контролировать деятельность, B3gnt1 и ISPD белков.

 Через ряд генетических и биохимических экспериментов, ученые узнали, что B3gnt1 и ISPD белки, действительно необходимы для дистрогликана, чтоб он мог работать должным образом. Дистрогликан выступает в качестве концентратора для объединения молекул. Но прежде, чем дистрогликан может связывать молекулы, B3gnt1 и ISPD необходимо приложить  к этому сахар.

 Как и ожидалось, мыши с дефектным дистрогликаном как правило имеют симптомы, похожие на мышей с дефектными B3gnt1, ISPD . Кроме того, развитие их мышц и нервов сильно нарушается, и животные умирают вскоре после рождения. У  данных плодов, полностью отсутствует любой из четырех белков, и они обычно умирают прежде, чем родились.

     Без дистрогликана или его помощи, аксоны не знаю, куда нужно следовать, и связи между нервными клетками теряются. "Дистрогликан создает пути, для B3gnt1 и ISPD, и направления для молекул. Многие мышечные дистрофии вызваны дефектами конкретных мышц", говорит Гинти. Дети с дефектами в дистрогликане страдают от ослабления мышц и плохих нервных связей. Теперь у нас есть мыши с похожими симптомами, и на их, мы можем учиться дальше".

     Данные исследования помогут лучше понять и изучить, причину и сам процесс мышечной дистрофии, в том числе возникающей - при болезнях (инсульт), или травмах (травма спинного мозга), что может в свою очередь привести к новым средствам и методам лечения неврологических проблем и расстройств.

     Эта работа была поддержана грантами от Национального института неврологических расстройств и инсульта, Национального института здоровья ребенка и развития человека,  Джонса Хопкинса научного института и Медицинского института Говарда Хьюза.