Las enzimas se utilizan para cambiar la forma en que las células cerebrales se comunican entre sí.
Resumen: Usando solo enzimas, los investigadores pudieron alterar las sinapsis entre los tipos inhibitorios y excitatorios.
fuente: Universidad Estatal de Colorado
Mientras lee esta oración, las células de su cerebro, llamadas neuronas, envían señales eléctricas rápidas entre sí, transmitiendo información. Lo hacen a través de pequeñas uniones especializadas entre ellos llamadas sinapsis.
Hay muchos tipos diferentes de sinapsis que se forman entre las neuronas, incluidas las ‘excitatorias’ o ‘inhibitorias’, y los mecanismos exactos mediante los cuales se generan estas estructuras siguen sin estar claros para los científicos.
El Laboratorio de Bioquímica de la Universidad Estatal de Colorado ha revelado información sobre esta cuestión al mostrar que los tipos de sustancias químicas liberadas por las sinapsis en última instancia dirigen los tipos de sinapsis que se forman entre las neuronas.
Soham Chanda, profesor asistente en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, dirigió el estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza Demuestra la posibilidad de cambiar la identidad de las sinapsis entre neuronas, tanto en el laboratorio Y el en vivopor medios enzimáticos.
Otros científicos de alto nivel que han contribuido al proyecto incluyen a Thomas Sudhoff de la Universidad de Stanford y Matthew Zoe Friedman de la Universidad de Buffalo.
En el laboratorio, Chanda y sus colegas pudieron realizar cambios en las sinapsis entre los tipos excitatorio e inhibidor, usando solo enzimas, al hacer que las neuronas expresaran solo unos pocos genes que producían una serie de cambios en la maquinaria sináptica.
Tal avance podría tener implicaciones importantes para el tratamiento de enfermedades cerebrales causadas por fallas en el procesamiento e intercambio de información sináptica.
«Sabemos muy poco sobre cómo funciona el cerebro humano y, en esencia, necesitamos comprender cómo se comunican las neuronas entre sí», dijo Chanda. «Comprender los mecanismos básicos de formación y mantenimiento de sinapsis tiene enormes implicaciones para comprender los trastornos cerebrales».
Sus resultados muestran que las proteínas de adhesión celular expresadas en la región de la unión sináptica no son los únicos proveedores de la función sináptica, como algunos creen; Alternativamente, las sustancias químicas llamadas neurotransmisores que se liberan del sitio presináptico (de donde proviene la información) también parecen desempeñar un papel clave en el control de qué tipos de sinapsis se forman y dónde.
El equipo de la UCSD utilizó neuronas derivadas de células madre humanas para demostrar su capacidad para producir ciertos tipos de conexiones sinápticas mediante la liberación controlada de neurotransmisores específicos. Los colaboradores de la Universidad de Buffalo demostraron el mismo fenómeno en el cerebro de ratones vivos.
«Las sinapsis necesitan mucha otra maquinaria; las neuronas se encargaron de todo eso y convirtieron las sinapsis excitatorias en inhibidores, un cambio fundamental en su identidad», dijo Shaw Friedman.
Chanda está fascinada con las neuronas, «porque ningún otro tipo de célula en el cuerpo humano tiene el mismo nivel de complejidad funcional estrechamente relacionado con su forma y estructura».
Los estudiantes que realizaron la mayoría de los experimentos fueron los coautores Scott Burlingham y Lindsey Peterkin de la Universidad Estatal de California, y Nicole Wong de la Universidad de Buffalo.
Sobre esta investigación en Neuroscience News
autor: ann manning
fuente: Universidad Estatal de Colorado
Contacto: Ann Manning – Universidad Estatal de Colorado
imagen: La imagen es de dominio público.
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búsqueda original: acceso abierto.
«Inducción de la formación de sinapsis por síntesis de neurotransmisores de novoEscrito por Soham Chanda et al. Comunicaciones de la naturaleza
Resumen
Inducción de la formación de sinapsis por síntesis de neurotransmisores de novo
Una pregunta vital en neurociencia es cómo las neuronas alinean sus estructuras postsinápticas con los sitios de activación presinápticos. Aunque se sabe que las proteínas de adhesión sináptica contribuyen a este proceso, el papel de los neurotransmisores sigue sin estar claro.
Aquí nos preguntamos si de nuevo La biosíntesis y la liberación vesicular de un transmisor no canónico pueden facilitar el ensamblaje posaxial de sus axones correspondientes.
Demostramos que tanto en las neuronas derivadas de células madre humanas como en las neuronas de ratón in vivo con identidad puramente glutamatérgica, la expresión ectópica de las enzimas de síntesis de GABA y los transportadores vesiculares es suficiente para la producción de GABA a partir del glutamato circundante y su transporte desde las terminales presinápticas.
Esto permite la acumulación eficiente y la activación constante de GABA postsinápticoa Los receptores generan sinapsis GABAérgicas completamente funcionales y operan en paralelo pero independientemente de sus contrapartes glutamatérgicas.
Estos resultados indican que la liberación presináptica del mismo neurotransmisor puede indicar la regulación del sistema postsináptico relevante, que puede modularse directamente para reprogramar la identidad sináptica.
