Ключевой белок, позволяющий нервным клеткам восстанавливаться

Учёные под руководством Мелиссы Роллс, доцента биохимии и молекулярной биологии Университета Пенсильвании, обнаружили неожиданный процесс, необходимый для регенерации нейронов после серьёзного повреждения. Исследование было проведено при изучении дендритов — частей нейрона, получающих сигналы от других клеток. Работа будет опубликована в печатном выпуске журнала Current Biology 21 декабря 2010 года.

Дендриты, в отличие от хорошо изученных аксонов (отростков, передающих сигналы), всегда были загадкой из-за своей разветвлённой структуры. Команда обошла эту сложность, изучив дендриты in vivo на простом модельном организме — плодовой мушке, чьи нервные клетки похожи на человеческие.

Микротрубочки как «внутриклеточные шоссе»

Внутри нейрона есть система «шоссе» — микротрубочек, по которым материалы перемещаются из тела клетки. В аксонах растущие концы (плюс-концы) микротрубочек направлены от тела клетки, а в дендритах — к телу клетки. Учёные обнаружили набор белков, включая моторный белок кинезин-2, которые поддерживают эту строгую ориентацию (полярность) микротрубочек в дендритах. Без этих белков полярность нарушается.

Роль в регенерации

Нейроны обладают удивительной способностью регенерировать утраченные части. После перерезки аксона новый аксон может вырасти с противоположной стороны клетки — из дендрита. Этот процесс требует полной перестройки «шоссе»: полярность микротрубочек в дендрите должна измениться на аксональную. Эксперименты показали, что при отключении способности производить белок кинезин-2 микротрубочки не могут быть правильно перестроены, и регенерация нерва не происходит. Таким образом, кинезин-2 критически важен как для поддержания полярности, так и для установки новой системы «шоссе» при восстановлении.

Значение для медицины

Понимание того, как нервы поддерживают и перестраивают свои внутриклеточные «шоссе», важно для изучения нейродегенеративных заболеваний (например, наследственной спастической параплегии) и последствий травм. Исследователи надеются, что их работа даст основу для разработки будущих лекарственных терапий для пациентов с повреждениями или болезнями нервов.