Сигнальные цепи взаимодействуют, чтобы вытолкнуть новые нейроны из "гнезда"

Путь развивающихся нейронов начинается с первого шага, который зависит от совместной работы нескольких сигнальных путей. Ученые из Детской исследовательской больницы Сент-Джуд использовали методы флуоресцентной визуализации, чтобы отследить последовательность молекулярных событий, запускающих миграцию развивающихся нейронов. Результаты, проливающие свет на процессы, обеспечивающие правильное развитие мозжечка, были опубликованы 7 января в Nature Communications.

Нейроны развиваются в области мозга, называемой герминативной зоной, но для выполнения своих функций они должны переместиться в другие части мозга. Серия сигналов, приказывающих им покинуть зону, до конца не изучена.

Результаты исследования показали, что за этот процесс отвечает антагонизм между направляющей молекулой Netrin-1, которая "выталкивает" развившиеся нейроны из герминативной зоны, и убиквитинлигазой Siah2, которая "затягивает" неразвитые клетки обратно. Эта ранее не оцененная "схема детектирования совпадений" подчеркивает, что взаимодействие этих противоположных путей обеспечивает правильную миграцию нейронов.

Регуляция миграции по принципу "толкай и тяни"

Используя микроскопию сверхвысокого разрешения, ученые выяснили, как работает эта двухкомпонентная схема. Они обнаружили, что дифференцированные нейроны мигрируют от Netrin-1 в герминативной зоне. Этот белок детектируется и отталкивается трансмембранным рецептором Dcc.

Более глубокий взгляд на основу детектирования совпадений выявил схему между сигнализацией Netrin-1–Dcc и двумя другими белками, Pard3 и JamC. Они дают Dcc сигналы кластеризации и адгезии в местах, важных для миграции. Pard3 способствует движению и локализации рецепторов Dcc, а JamC закрепляет их в местах адгезии, обеспечивая эффективную интеграцию сигналов полярности и адгезии.

Этот сигнал "выталкивания" уравновешивается сигналом "затягивания", управляемым убиквитинлигазой Siah2. Исследователи показали, что Siah2 предотвращает преждевременную миграцию неразвитых нейронов, разрушая Dcc (сенсор Netrin-1) и Pard3. Эта деградация точно контролирует взаимодействие сигналов адгезии и наведения в схеме детектирования совпадений.

Полученные данные дают уникальное представление о том, как эта коллективная система формирует схему детектирования совпадений, в которой для получения правильного результата должны функционировать как контакт клетка-клетка, так и сенсор Netrin-1.