Нейроны генетически запрограммированы на долгую жизнь

Когда наши нейроны — главные клетки мозга — умирают, мы тоже.

Большинство нейронов создаются во время эмбрионального развития и не имеют «резервной копии» после рождения. Исследователи, как правило, считают, что их выживание определяется практически внешне или внешними силами, такими как ткани и клетки, которые нейроны снабжают нервными клетками.

Исследовательская группа во главе с Сика Чжэн, ученым-биомедиком из Калифорнийского университета в Риверсайде, оспаривает это понятие и сообщает, что непрерывное выживание нейронов также запрограммировано во время разработки.

Исследование, опубликованное в журнале Neuron , идентифицирует механизм, который, по словам исследователей, запускается при рождении нейрона, чтобы уменьшить общую форму гибели клеток — или «апоптоз» — особенно в нейронах. Когда эта генетическая регуляция прекращается, непрерывное выживание нейронов нарушается и приводит к гибели животного.

Выживание организма, функции мозга и работоспособность зависят от выживания его нейронов. У высших организмов нейроны контролируют дыхание, питание, ощущение, движение, память, эмоции и познание. Они могут умереть от многих неестественных причин, таких как нейродегенеративные заболевания, травмы, инфекции и травмы. Нейроны являются долгоживущими клетками, но генетический контроль, обеспечивающий их долголетие, неизвестен.

В настоящее время команда Чжэна сообщает, что центральным элементом этого механизма является небольшой фрагмент генетической последовательности в Bak1, проапоптотическом гене, активация которого приводит к апоптозу. Экспрессия Bak1 отключается, когда этот небольшой фрагмент генетической последовательности, называемый микроэксоном, встраивается в конечный продукт гена Bak1. Экзоны — это последовательности, которые составляют мессенджер РНК.

«Апоптоз — это путь, который контролирует клеточный обмен и гомеостаз тканей у всех метазоя», — пояснил Чжэн, доцент биомедицинских наук. «Большинство не-нервных клеток охотно участвуют в апоптозе в ответ на внутренний и внешний стресс. Но эту клеточную самоубийственную программу необходимо обуздать для нейронов, чтобы они жили в течение многих лет. Теперь мы показываем, как происходит генетическое ослабление нейронального апоптоза». «

Команда Чжэна определила микроэксон Bak1 с помощью широкомасштабного анализа данных о экспрессии из тканей человека, тканей мыши, человеческого развивающегося мозга, развивающихся передних и мышиных средних мозгов. Команда сначала сравнила нервные ткани с ненейронными тканями у людей и мышей, чтобы идентифицировать нейрон-специфические экзоны. Затем они обнаружили, что кортикальные нейроны снижают чувствительность к апоптозу уже при рождении нейрона. Они также обнаружили, что апоптоз постепенно снижается во время развития нейронов, прежде чем нейроны устанавливают связи или иннервируют другие клетки, предполагая, что факторы, отличные от внешних сигналов, могут играть роль.

«Мы показываем, что нейроны трансформируют то, как они регулируют гибель клеток во время развития», — сказал Чжэн. «Это необходимо для обеспечения долговечности нейронов, что необходимо для поддержания целостности нейронных цепей для функций мозга».

Затем команда Чжэна изучит, активируется ли указанный механизм при нейродегенеративных заболеваниях и травмах, которые вызывают гибель нейрональных клеток.

---

Источник истории:

Материалы предоставлены Университетом Калифорнии — Риверсайд . Оригинал написан Икбалом Питталвалой. Примечание: содержимое может быть отредактировано по стилю и длине.

---

Ссылка на журнал :

1. Лин Лин, Мин Чжан, Петр Стойлов, Лян Чен, Сика Чжэн. Развивающееся ослабление нейронального апоптоза нейроноспецифическим сплайсингом Bak1 Microexon . Нейрон , 2020; DOI: 10.1016 / j.neuron.2020.06.036