В исследовании, опубликованном в Nature Neuroscience, обнаружили, что дендритные деревья нейронов растут не за счет работы лигандов. Лиганды стабилизируют рост нейрона и формируют его упорядоченную форму. Это исследование дает новое понимание формирования дендритных деревьев.
Схема роста PVD нейрона червя C.elegans. Credit: Shi, R., et al./ Nat Neurosci 2026
Форма дендритных деревьев нейронов определяется комбинацией внутренних (генетических) и внешних сигналов. Транскрипционные факторы и регуляторы цитоскелета определяют процесс роста в общем, а внеклеточные направляющие молекулы (лиганды), связываясь с рецепторами на поверхности нейрона, запускают внутриклеточные процессы, которые заставляют дендрит расти. Динамическая визуализация показывала, что дендриты постоянно растут, однако считалось, что именно активация рецептора лигандом служит главным триггером для роста новых дендритов.
В новом исследовании обнаружили, что все происходит наоборот и лиганд не активирует рост новых дендритов, а стабилизирует структуру нейронного дерева. Исследовали PVD (Posterior Ventral Dendrite) нейрон червя C.elegans – это один из самых ветвистых нейронов у червя, он расположен под кожей червя и можно легко наблюдать за его ростом. При этом, дендритное дерево этого нейрона имеет правильную форму и напоминает менору (ритуальный подсвечник). Ученые использовали метод CRISPR-Cas9 (технология редактирования генома), чтобы удалить домен рецептора DMA-1 (Dendrite Morphogenesis Abnormal), отвечающий за связь с лигандом, и понять, за счет чего именно происходит рост дендрита.
Оказалось, в мутантных DMA-1, не взаимодействующих с лигандом, дендриты продолжали активно расти, но их форма становилась хаотичной. Это означало, что за спонтанный рост отвечает внутриклеточная часть рецептора, не зависящая от внешних сигналов. Оказалось, что связывание с лигандом SAX-7 именно стабилизирует ветви и останавливает их дальнейший рост, в результате чего получается дендритное дерево в форме меноры.
Работа показывает, что рецепторы отвечают за хаотичный рост дендритов, а лиганд действует как ограничитель, стабилизируя дендриты и формируя финальную форму дендритного дерева. Однако результаты пока ограничены модельным объектом, и предстоит проверить, работает ли этот механизм у позвоночных.
Текст: Юлия Баимова
Stochastic growth and ligand–receptor interaction-mediated stabilization generate stereotyped dendritic arbors by Shi, R., et al. Nat Neurosci 29, 1313–1326 (2026).
