Исследование, проведённое учёными Университета Джонса Хопкинса, выявило новую структуру аксонов — отростков нервных клеток головного мозга. Вместо традиционной трубчатой формы, аксоны оказались похожими на «жемчужины на нитке».
Используя передовые методы замораживающей электронной микроскопии, исследователи обнаружили шарикообразные образования в нейронах мыши. Эти структуры, названные «несинаптическими варикозными расширениями», влияют на передачу сигналов в мозге.
Изменения в жёсткости мембран, такие как снижение уровня холестерина, влияют на размер «жемчужин» и способность передавать сигнал. Это открытие меняет наше понимание структуры нейронов.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Neuroscience, подчёркивает важность понимания структуры аксонов для изучения нейродегенеративных заболеваний.
Учебники по биологии могут нуждаться в обновлении, говорят учёные Университета Джонса Хопкинса. Аксоны, которые тянутся и обмениваются информацией с другими клетками мозга, представляют собой не цилиндрические трубки, как часто изображают, а больше похожи на «жемчужины на нитке».
Жемчужные структуры в аксонах могут развиваться в умирающих клетках мозга, а также у людей с болезнью Паркинсона и другими нейродегенеративными заболеваниями.
Для изучения наноразмерных структур исследователи использовали замораживающую электронную микроскопию под высоким давлением. Подобно стандартной электронной микроскопии, замораживание сохраняет форму структур.
Учёные изучили три типа мышиных нейронов: выращенные в лаборатории, взятые у взрослых мышей и взятые из эмбрионов мышей. Нейроны были немиелинизированными.
Исследователи обнаружили пузырьковую грушевидную форму аксонов среди всех десятков тысяч изображений образцов тканей. Учёные назвали жемчужные структуры «несинаптическими варикозными расширениями».
Учёные использовали математическое моделирование для объяснения этих структур. Эксперименты показали, что увеличение концентрации сахаров в растворе вокруг аксона или уменьшение напряжения в аксональных мембранах уменьшает размер жемчужных структур.
В другом эксперименте учёные удалили холестерин из мембраны нейрона. Это привело к изменению размера и формы жемчужных структур.
Литература.
“Membrane mechanics dictate axonal pearls-on-a-string morphology and function” by Shigeki Watanabe et al. Nature Neuroscience
