Ученые из Детской исследовательской больницы Св. Джуда обнаружили, как развивающиеся нейроны мигрируют из зародышевой зоны мозга. Этот процесс критически важен для правильного формирования мозговых цепей.
Исследователи выявили систему, где направляющая молекула Нетрин-1 отталкивает дифференцированные нейроны, а убиквитинлигаза Siah2 предотвращает преждевременную миграцию, разрушая важные белки.
Взаимодействие сигналов создает схему обнаружения совпадений, регулирующую движение и направление нейронов. С помощью микроскопии сверхвысокого разрешения ученые изучили, как белки Pard3 и JamC координируют сигналы адгезии и направления.
Путешествие в тысячи миль начинается с одного шага, но для развития нейронов этот первый шаг зависит от взаимодействия нескольких сигнальных путей.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Открытие механизма миграции нейронов
Ученые из Детской исследовательской больницы Св. Джуда изучили, как нейроны покидают зародышевую зону мозга и перемещаются в другие части мозга для формирования цепей.
Серия сигналов, приказывающих нейронам уйти, до конца не была понята. Научный сотрудник Дэвид Солецки выявил, как эти сигналы объединяются для организации миграции.
Солецки использовал микроскопию сверхвысокого разрешения, чтобы понять, как работает схема с двумя переключателями. Исследователи обнаружили, что дифференцированные нейроны мигрируют от Нетрина-1 в зародышевой зоне. Этот белок отталкивает нейроны через трансмембранный рецептор Dcc.
Солецки: «Нетрин-1 секретируется клетками-предшественниками и сообщает вновь дифференцированным клеткам: «Вы должны уйти от нас». Дифференцированные клетки отталкиваются от предыдущей группы незрелых нейронов».
Более глубокий анализ выявил связь между передачей сигналов Netrin-1-Dcc и белками Pard3 и JamC. Они регулируют движение и локализацию DCC, обеспечивая эффективную интеграцию сигналов полярности и адгезии.
Этот комплекс уравновешивает передачу сигналов адгезии и направления, контролируя время и направление миграции нейронов.
Результаты исследования предоставили уникальное понимание того, как межклеточный контакт и сенсорные входы Нетрина-1 формируют схему обнаружения совпадений.
Роль убиквитинлигазы Siah2 в миграции нейронов
Убиквитинлигаза Siah2 предотвращает преждевременную миграцию неразвитых нейронов из зародышевой зоны. Она разрушает Dcc, сенсор Нетрина-1 и Pard3, контролируя взаимодействие сигналов адгезии и наведения.
Убиквитинлигаза Siah2 облегчает рециркуляцию несуществующих белков, разрушая Dcc. Это точно контролирует взаимодействие сигналов внутри схемы обнаружения совпадений.
Солецки: «При использовании других методов вы смотрите на гены, лежащие в основе систем, но в конечном итоге необходимо разобраться в клеточной биологии. И именно об этом и была эта работа: о сложном взаимодействии молекул».
Литература.
“Siah2 antagonism of Pard3/JamC modulates Ntn1-Dcc signaling to regulate cerebellar granule neuron germinal zone exit” by David Solecki, et al. Nature Communications
