Что общего у мыши и нематоды?

25 сентября 2018

Молекулярные механизмы формирования новых синапсов чрезвычайно сложны – недаром именно в нейронах экспрессируется больше всего генов и образуется больше всего разнообразных белков. В недавней статье в престижном журнале Cell сообщается об открытии белка, играющего ключевую роль в формировании синапсов у дофаминергических нейронов (то есть выделяющих нейромедиатор дофамин). Этот белок получил название THOC. Удивительно, но THOC, по-видимому, выполняет схожие роли в нейронах даже таких эволюционно далёких организмов, как круглый червь Caenorhabditis elegans и мышь. Какова же роль этого белка в работе нервной системы?

THOC принимает участие в экспорте из ядра мРНК синаптических белков при участии транскрипционного фактора CREB. У дофаминергических нейронов, лишённых функционального THOC, образование новых синапсов нарушено.


Как часто бывает в подобных случаях, функции белка проще всего понять, изучая мутантов, лишённых этого белка. У червей, несущих мутацию в THOC, в дофаминергических нейронах мРНК синаптических белков не выходят из ядра и не подвергаются трансляции, из-за чего образование синапсов у животных нарушается. У мышей мутации в THOC приводят к массовой гибели нейронов в чёрной субстанции (главном скоплении дофаминергических нейронов в головном мозге) и смерти животного.

Тот факт, что в отсутствие активного THOC транскрипты синаптических белков не покидают ядро, свидетельствует о том, что он необходим для экспорта этих транскриптов из ядра в цитоплазму, где они и транслируются. Оказалось, что THOC связывается с транскриптами-мишенями при участии белка CREB, который чаще всего функционирует как фактор транскрипции. Тем не менее, непонятно, почему THOC функционирует именно в дофаминергических нейронах.

Любопытно, что в нейронах людей и животных, страдающих от нейродегенеративных заболеваний, внутриклеточная локализация THOC отличается от нормальной, поэтому он может быть каким-то образом задействован в развитии этих болезней.


Текст: Елизавета Минина

Maeder, C. I., Kim, J.-I., Liang, X., Kaganovsky, K., Shen, A., Li, Q., … Shen, K. (2018). The THO Complex Coordinates Transcripts for Synapse Development and Dopamine Neuron Survival. Cell. doi:10.1016/j.cell.2018.07.046

 

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Картинка дня: синапс-гигант

Исследователи из университета Окинавы реконструировали трёхмерную стуктуру гигантского синапса, который «обнимает» тело постсинаптического нейрона целиком. Уникальная структура оказалась намного больше «стандартного» синапса (смотрите сравнение размеров…

Мозг дрозофилы — вплоть до синапсов

Исследоваталям из Вирджинии удалось создать трехмерную модель мозга мухи Drosophila melanogaster с разрешением, позволяющим увидеть синапсы и проследить нейрональные контуры, ответственные за поведение. Результаты, полученные…

Оптогенетика картирует нейроны с точностью до одного синапса

Ученые из института нейронаук Общества Макса Планка во Флориде оптимизировали метод оптогенетического картирования нейронных сетей, благодаря чему стало возможно изучать синаптические связи между клетками с…

Синапсы обретут видимость на ПЭТ-снимках

Диагностика болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний становится еще более тонкой, почти ювелирной. Исследователи из Йельского университета создали такой трейсер для ПЭТ-диагностики, который позволяет измерять…