Notícies

Inici  >  Notícies > Descobreixen un mecanisme molecular clau en la formació de les connexions neuronals...

Descobreixen un mecanisme molecular clau en la formació de les connexions neuronals

Marta Morey és investigadora Ramón y Cajal del Departament de Genètica de la Facultat de Biologia de la UB.

Marta Morey és investigadora Ramón y Cajal del Departament de Genètica de la Facultat de Biologia de la UB.

Esquema que mostra interaccions moleculars entre diferents membres de les famílies Dpr (verd) i DIP (vermell) específics per a les diferents parelles sinàptiques (cèl·lules verdes i vermelles).

Esquema que mostra interaccions moleculars entre diferents membres de les famílies Dpr (verd) i DIP (vermell) específics per a les diferents parelles sinàptiques (cèl·lules verdes i vermelles). L’especificitat sinàptica de les cèl·lules verdes amb les blaves estaria regulada per altres famílies de proteïnes de superfície.

18/12/2015

Recerca

L’especificitat sinàptica és la capacitat que tenen les neurones de fer connexions amb unes neurones en concret, i no amb d’altres amb les quals també estiguin en contacte físic o en el mateix entorn. Aquest procés està mediat per proteïnes de superfície, les quals transmeten informació de l’exterior a l’interior de la neurona. L’especificitat sinàptica és essencial per a l’assemblatge i el funcionament correcte dels circuits neuronals. Un treball internacional codirigit per Marta Morey, investigadora Ramón y Cajal del Departament de Genètica de la Facultat de Biologia de la Universitat de Barcelona, ha identificat dues famílies de proteïnes de superfície, Dpr i DIPS, que interaccionen entre elles i serien clau en el reconeixement entre parelles sinàptiques.

La recerca, publicada a la revista científica Cell, ha analitzat l’expressió gènica de neurones del sistema visual de la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster) i ha mostrat que l’expressió combinatòria de membres de famílies multigèniques de proteïnes de superfície en diferents tipus neuronals és una estratègia que permet a cada tipus neuronal establir connexions amb neurones postsinàptiques especifiques. «Aquest descobriment podria ajudar en un futur a desvelar l’origen de les malalties provocades per defectes en l’especificitat sinàptica», apunta la investigadora de la UB.

Un patró únic de cada neurona

Per esbrinar quins mecanismes moleculars regulen aquesta especificitat, els investigadors van analitzar set tipus neuronals del sistema visual de la mosca del vinagre, l’organització del qual té una gran similitud estructural amb altres regions del sistema nerviós dels vertebrats, com ara la retina, l’espina dorsal o la regió del còrtex.

En primer lloc, els experts van fer servir tècniques de seqüenciació d’ARN d’alt rendiment, una tecnologia que permet obtenir una instantània dels gens que expressa cada tipus neuronal. Els resultats van mostrar que cada tipus expressa una gran quantitat de gens que codifiquen per proteïnes de superfície amb un patró únic. «Per primera vegada, vam veure de manera directa l’extraordinària bateria de proteïnes de superfície de què disposen les neurones. Així mateix, cada neurona expressa una combinatòria específica de proteïnes de superfície que la diferencia de les altres neurones», explica Marta Morey.

Després, els investigadors van comparar els patrons d’expressió entre les neurones estudiades. Van descobrir que l’expressió combinatòria de Dpr en els diferents tipus neuronals concorda amb l’expressió dels membres de la família DIPS, amb els quals interactuen, en uns subgrups de les neurones amb les quals estableixen connexions. «La funció d’aquestes famílies de proteïnes no es coneixia; el nostre treball proposa que són candidats a regular l’especificitat sinàptica entre neurones», explica la investigadora.

Un pas endavant per entendre l’origen de les malalties neurològiques

Segons els investigadors, traslladar aquest coneixement i principis generals descoberts en organismes model com la Drosophila a vertebrats ens pot ajudar a desvelar l’origen de malalties neurològiques, com ara l’autisme o l’esquizofrènia, que podrien ser degudes a defectes en l’especificitat sinàptica.

La comprensió d’aquesta especificitat també és essencial per al futur desenvolupament de teràpies de reconstrucció de circuits neurals a partir de neurones derivades de cèl·lules mare. En aquest procés, és imprescindible assegurar que les neurones de nova incorporació són capaces de reconèixer amb qui han d’establir connexions per assegurar el funcionament correcte del circuit neural que es repara. «Aquestes neurones hauran de contenir la seva bateria especifica de molècules que els permeti reconèixer amb qui han d’establir connexions. Per tant, necessitem conèixer quines són les estratègies moleculars i la lògica darrere l’especificitat sinàptica», conclou la investigadora.

Referència de l’article:

L. Tan, K. Xi Zhang, M. Y. Pecot, S. Nagarkar-Jaiswal, P. Lee, S. Takemura, J. M. McEwen, A. Nern, S. Xu, W. Tadros, Z. Chen, K. Zinn, H. J. Bellen, M. Morey, i S. L. Zipursky. «Ig Superfamily Ligand and Receptor Pairs Expressed in Synaptic Partners in Drosophila». Cell, desembre 2015. Doi: 10.1016/j.cell.2015.11.021

 

Comparteix-la a:
| Més |
  • Segueix-nos:
  • botó per accedir al facebook de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al twitter de la universitat de barcelona
  • botó per accedir a l'instagram de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al linkedin de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al youtube de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al google+ de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al flickr de la Universitat de Barcelona
Membre de: Reconeixement internacional de l'excel·lència HR Excellence in Research logo del ∞ - League of European Research Universities logo del bkc - campus excel·lència logo del health universitat de barcelona campus

© Universitat de Barcelona