כאשר אנו יוצרים זיכרון, תאי מוח צריכים לספק אספקה לחיזוק חיבורים עצביים ספציפיים. מחקר חדש שנערך על ידי MPFI ו- Weill Cornell רפואה חשף כיצד שני מתגים סלולריים, Rab4 ו- Rab10, אספקה ישירה למקום בו הם נחוצים.
ממצאי מפתח
- כלים חדשים מַסלוּל מסלולי אספקה סלולריים: מדענים יצרו חיישנים ביולוגיים למדידת חלבוני RAB, מתגים סלולריים המכוונים את אספקת האספקה לתאים. מעבר לממצאים במאמר זה, חיישנים אלה מאפשרים התבוננות בפעילות בנתיבי אספקה מורכבים, קריטיים עבור פונקציות סלולריות רבות.
- Rab4 מספק דחיפה בדקות הראשונות: במהלך חיזוק החיבורים העצביים מופעל RAB4, ומספק במהירות את האספקה הדרושה.
- Rab10 פועל בלם: Rab10 Shunts מספקת מהחיבור העצבי והיא כבויה במשך יותר מ -30 דקות כדי לשפר את חיזוק החיבורים העצביים.
- השפעות רחבות יותר: מכיוון שגרסאות הגנים של Rab10 קשורות לחוסן כנגד מחלת אלצהיימר, ממצאים אלה הם קריטיים למחקר נוסף על אסטרטגיות להגנה על זיכרונות בדמנציה.
כאשר אנו יוצרים זיכרון, חיבורים ספציפיים ופעילים מאוד בין הנוירונים שלנו מתחזקים באמצעות תהליך הנקרא עוצמה סינפטית. חיזוק זה כרוך בשינויים מבניים כדי להגדיל פיזית את החיבור ולהפוך אותו למגיב יותר להודעות נכנסות. השגה זו דורשת פעולה לוגיסטית מורכבת בתוך הנוירון כדי לספק במהירות ובמדינות את האספקה הדרושה כדי לשפץ מחדש את החיבור החיזוק.
מתגי רכבת סלולרית
משפחה גדולה של מתגים סלולריים, המכונה חלבוני RAB, מווסתת את זרימת האספקה בתאים. בדומה למתגי רכבת, חלבוני RAB שונים ישיר אספקה כלפי יעד כזה או אחר. כדי לבחון כיצד מתגים סלולריים אלה אספקה ישירה במהלך החזקה סינפטית, החוקרים פיתחו חיישני ביו -חיישנים כדי למדוד את הפעילות של מתגי RAB ואספקה ספציפית הדרושה לחיזוק חיבורים עצביים.
ד"ר ג'י וואנג, מחבר המחקר, אמר ד"ר ג'י וואנג, מחבר המחקר. "על ידי הבנת איזה ואיך מווסתים חלבוני RAB במהלך העוצמה הסינפטית, אנו יכולים להתחיל להבין את המורכבות הלוגיסטית הנדרשת לחיזוק קשרים עצביים כאשר אנו יוצרים זיכרון."
המדענים מצאו כי שינויים במתגי RAB4 ו- RAB10 היו שניהם קריטיים במהלך חיזוק הקשרים העצביים. עם זאת, שני המתגים עבדו בכיוונים מנוגדים. כאשר הופעל RAB4, זה הגביר את חיזוק החיבורים העצביים, ואילו הפעלת RAB10 הפחיתה אותה.
"הממצאים שלנו מראים שבמהלך הפלסטיות הסינפטית, יש לנו פעולה לוגיסטית מקומית ומתואמת להפעלה במהירות Rab4 כדי להגדיל את מסירת האספקה לפני השטח של החיבור ההולך וגדל ובמקביל לכבות את מתג ה- Rab10 שעשוי להיות מכוון אספקה מהשטח ולקראת סילוק," מתאר את המנהל המדעי הבכיר והסופר הבכיר ד"ר ריי יאסה.
כדי לבחון ישירות רעיון זה, המדענים עקבו אחר מסירת קולטני הנוירוטרנסמיטר, אספקה מכריעה לחיזוק קשרים עצביים. קולטנים אלה מקבלים את המידע שנשלח מנוירונים מחוברים. ככל שקולטנים קיימים יותר, כך מתקבלת הודעה קלה יותר. הצוות מצא שכאשר הופעל RAB4, קולטנים נוספים הופנו לחיבור העצבי. לעומת זאת, הפעלת RAB10 כיוונה קולטנים אלה הרחק מהחיבור.
רלוונטיות לחוסן של אלצהיימר
תגליות אלה חושפות את התפקיד הקריטי של מתגים סלולריים של RAB בחיזוק חיבורים במהלך היווצרות הזיכרון. מכיוון שגרסאות גנים ב- RAB10 היו מעורבות גם במתן חוסן כנגד מחלת אלצהיימר, העבודה עשויה להצביע על אסטרטגיות חדשות להגנה על הזיכרון במצבים ניווניים.
"אני נרגש מהפוטנציאל לכלים וממצאים מפרויקט זה, במיוחד עבור Rab10, לקידום מחקרים בחוסן של אלצהיימר וב- Rab10 כפוטנציאל כמטרה טיפולית", תיאר ד"ר יאסודה. "מעבר לכך, יצרנו ספריית כלים שתעזור לנו, ומדענים אחרים, חקרו את הפעולות הלוגיסטיות המורכבות החיוניות לכל הפונקציות הסלולריות."
כשם שמתגי רכבת מנחים רכבות משא למסלול הנכון, יותר מ -60 חלבוני RAB שונים ישירו מטען סלולרי. מעבדת יאסודה חולקת את חיישני הביולוגיה הללו כדי לספק למדענים דרך לצפות בלוגיסטיקה סלולרית בפעולה.
