脑细胞如何躺下基础设施增长和创造记忆

今天公布的一项研究中科学的进步启示了分子机械,使形状、生长和运动神经元。这是第一次科学家揭示了大脑航天飞机在其细胞,遗传密码的过程被认为是长期记忆的形成和存储的关键。

大脑细胞,也被称为神经元,是复杂的,专门细胞长分支。增长,神经元构建蛋白质在特定位置的一个分支,这样他们就可以形成新的突起,控制移动的方向,与其他神经元建立连接。这个过程中尤为重要大脑发育,帮助不同类型的神经元在更广泛的找到他们的地方大脑组织。成千上万基因蓝图构建不同类型的有用蛋白质不断环游细胞的分支mRNA的形式,这是遗传信息从DNA复制。

如何神经元,最长的动物细胞,得到正确的基因蓝图,在正确的时间正确的地点是一个悬而未决的问题。认为他们受到驱动蛋白的运输,细长的蛋白质与两只脚,一只脚走在另一个目标目的地,但是没有直接的证据来证明这一点。每一个活细胞都有自我组装的公路运输网络的大型分子材料从一边到另一边。不同的车辆忙着移动成千上万不同的货物,驱动蛋白是最常见的类型。

现在科学家基因组中心的监管(点)在巴塞罗那已经发现一种叫做KIF3A / B可以驱动蛋白的运输mrna,使用另一个叫做腺瘤息肉病杆菌(APC)的蛋白质作为适配器驱动蛋白和mRNA-cargo结合。信使rna的蛋白质运输至少两种类型代码为微管蛋白和肌动蛋白,两种类型的蛋白质,神经元用于构建他们的细胞骨架。这是至关重要的细胞形状,以便它可以与其他神经元形成新的连接。

感兴趣的发现因为mrna扮演一个关键的角色在存储和记忆的形成。先前的研究表明,信使rna编码的蛋白质beta-actin不断沿着突触,两个神经元之间的连接。突触多次收到信号时,信使rna是用来制造beta-actin蛋白质,这是重要的强化突触和加强两个之间的依恋神经元。反复刺激突触不断强化了结,这被认为是记忆如何形成。

“西班牙神经学家圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔首次提出,我们的大脑储存记忆通过加强神经元突触,改变形状,脑细胞会牢牢把握,更有效的进行信号,”塞巴斯蒂安·毛雷尔说,基因组中心研究员监管和该研究的第一作者。“一个多世纪之后我们描述一个基本机制可能潜在的他的理论,显示他是超越了他的时代。”

研究人员综合重建细胞自我组装的公路在使用纯组件试管,揭示单个构件的功能以及它们如何一起工作来运输mrna。纯化蛋白质怀疑是重要的神经信使rna运输标签有不同的荧光染料,研究了用高度敏感的显微镜,可以检测单分子的快速运动。

研究人员发现,mrna和适配器APC开关驱动蛋白的点火,激活蛋白质。运输mrna被发现有特殊的定位信号,控制加载的效率不同的mrna在驱动蛋白。甚至轻微的改变这个信号影响mRNA的旅程目标目的地,显示脑细胞发展复杂的机制来控制物流成千上万的不同的信息。没有携带货物时,驱动蛋白转移到节能模式,节省燃料,直到他们的下一份工作。

“找到确切的车辆需要运输mRNA就像寻找海里捞针,这就是为什么大多数人认为这是不可能的,”塞巴斯蒂安·莫尔说。“但是我们做到了,这将不可能没有点或西班牙政府的公共资金对风险项目”。

“我们将继续调查运输系统组成一个神经元的复杂的物流网络。理解背后的分子机制的发展大脑细胞将应对全球挑战的关键像痴呆和neurogenerative疾病。”