Meccanismo di sviluppo del cervello decodificato

Ciclo di controllo delle proteine ​​cruciale per lo sviluppo del cervello

06/12/2011

Mentre le funzioni delle varie aree del cervello sono già relativamente ben studiate oggi, poco si sa sullo sviluppo del cervello o sui fattori rilevanti fino ad oggi. Ricercatori svedesi e tedeschi hanno ora identificato un meccanismo precedentemente sconosciuto che svolge un ruolo chiave nello sviluppo embrionale del cervello umano.

Gli scienziati intorno al dott. Christopher Horst Lillig dell'Università di Greifswald e il dr. Carsten Berndt del Karolinska Institute di Stoccolma ha scoperto un circuito di controllo precedentemente sconosciuto nel cervello che è cruciale per lo sviluppo delle strutture nel cervello umano. Sulla base delle scoperte attuali, nuovi approcci terapeutici per il trattamento di varie malattie neurologiche potrebbero essere derivati ​​in futuro. Lillig e dr. Berndt nell'attuale edizione della rivista specializzata „Atti della National Academy of Sciences“ (PNAS). Secondo i ricercatori, l'anello di regolazione delle proteine ​​scoperto potrebbe anche svolgere un ruolo significativo nel causare malattie come l'epilessia e l'Alzheimer.

Sviluppo delle strutture cerebrali dipendenti dalla glutaredossina-2?
A proposito della formazione di strutture nel cervello è finora relativamente sconosciuto. Quali fattori influenzano lo sviluppo delle circa 100 miliardi di cellule nervose del cervello e la loro connessione tra loro (ogni cellula nervosa è collegata in media con 1.000 altre), è stato pertanto al centro dell'attenzione della ricerca del Dr. med. Lillig e colleghi. è. Volevano scoprire quali fattori, segnali e meccanismi regolatori determinano la formazione di strutture nel cervello. A tal fine, gli scienziati hanno esaminato un esperimento modello, lo sviluppo di strutture cerebrali in zebrafish. Dal momento che sospettavano un'influenza significativa della proteina glutaredossina-2 sullo sviluppo del cervello, i ricercatori hanno analizzato il Dr. Lillig e dr. Berndt come parte del suo studio, quale effetto ha un ritiro della proteina sullo sviluppo del cervello di zebrafish. Gli zebrafish sono, secondo gli scienziati, particolarmente bene come un esempio di organismo per la formazione di strutture nel cervello umano.

Il ciclo di controllo delle proteine ​​ha un'influenza significativa sullo sviluppo del cervello
Dr. Lillig e dr. Berndt spiega nell'attuale articolo del PNAS che la proteina glutaredossina-2 è usata per alterare l'amminoacido cisteina e quindi influenza le altre proteine ​​necessarie per formare i cosiddetti assoni nel cervello. Gli assoni sono le estensioni fibrose della cellula nervosa, che sono necessarie per collegare le cellule nervose (sinapsi) tra loro. Solo quando questa connessione funziona, è garantita la trasmissione stimolata degli stimoli e la comunicazione tra le diverse aree del cervello e delle cellule muscolari, spiegano gli scienziati nella rivista PNAS. Senza la formazione degli assoni, la complessa rete tra le cellule nervose nel cervello umano non può essere costruita, Dr. Lillig e dr. Berndt. A questo punto, la proteina glutaredossina-2 apparentemente ha un'importanza significativa, perché nello zebrafish senza la proteina, i legami non potrebbero essere formati e le cellule nervose in via di sviluppo sono morte a causa della mancanza di legame. Pertanto, l'importanza significativa del circuito di controllo appena scoperto per lo sviluppo del cervello è chiaramente dimostrata, ha sottolineato il team di ricerca svedese-tedesco.

Possibili effetti del loop regolatorio delle proteine ​​sui disturbi neurologici
In una fase successiva, verrà ora verificato se il ciclo di controllo scoperto abbia anche un'influenza sullo sviluppo di malattie neurologiche come la demenza o l'Alzheimer o l'epilessia. Perché secondo la Dr.ssa Berndt e dr. Lillig suggerisce che le proteine ​​necessarie per formare gli assoni possono anche svolgere un ruolo significativo in tali malattie neurologiche. In ogni caso, tuttavia, è ora chiaro per la prima volta che lo sviluppo embrionale del cervello dipende dall'attività enzimatica della glutaredossina-2. senza „Glutaredossina-2 ha perso praticamente tutti i tipi di neuroni la capacità di sviluppare un'impalcatura assonale“, quindi la dichiarazione dei ricercatori. Oltre agli scienziati dell'Università di Greifswald e del Karolinska Institute di Stoccolma, i ricercatori della Heinrich Heine University di Düsseldorf e della Philipps University di Marburg sono stati coinvolti nel presente studio. (Fp)

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Immagine: Dieter Schütz