Глутаматные рецепторы влияют на развитие клеток мозга после рождения

Всякий раз, когда мы изучаем или запоминаем информацию, так называемые ионотропные глутаматные рецепторы способствуют этому. Подгруппой глутаматных рецепторов являются каинатные рецепторы. Они традиционно были известны тем, что помогали регулированию нейронных сетей. Теперь исследователи обнаружили, что они также влияют на развитие нервных клеток сразу после рождения.

Всякий раз, когда мы изучаем или сохраняем информацию, так называемые ионотропные глутаматные рецепторы играют решающую роль в работе мозга. Эти рецепторы представляют собой белки, которые расположены в мембране нервных клеток и связывают глутамат нейротрансмиттера. Это вызывает возбуждение клетки, которая в свою очередь передает сигналы соседним клеткам. Подгруппой глутаматных рецепторов являются каинатные рецепторы. Они традиционно были известны тем, что помогали регулированию нейронных сетей. Теперь исследователи из Ruhr-Universit?t Bochum (RUB) обнаружили, что они также влияют на то, как нервные клетки развиваются сразу после рождения.

Исследователи, возглавляемые доктором Александром Джеком и профессором Петрой Уэйл из исследовательской группы «Нейробиология развития», опубликовали свои выводы в журнале «Молекулярная нейробиология» 12 ноября 2018 года.

Активность клеток влияет на рост дендритов

Для своих экспериментов они использовали клетки зрительной коры мозга крыс. Они добавили небольшие дозы каиновой кислоты к культурам, которые выращивались в лаборатории.

Мы заметили, что это привело к тому, что клетки на очень ранней стадии стали намного более активными.

Александр Джек, соавтор исследования.

Повышенная активность, в свою очередь, повлияла на рост определенной группы нейронов, а именно пирамидальных клеток. Эти клетки выращивали больше рецепторов, специализирующихся на приеме сигналов, которые переносятся от тела клетки к коре головного мозга.

Следовательно, мы задавались вопросом, какой вариант рецептора ответственен за это явление.

Александр Джек, соавтор исследования.

Последующие эксперименты были сосредоточены на GluK2 в качестве основного подозреваемого. Давно известно, что GluK2 влияет на возбуждение отдельных нейронов и, как следствие, регулирует общую активность целых сетей.

Новый исследовательский подход

Во взрослом мозге эти функции в первую очередь важны для более высоких когнитивных уровней работы.

Было проведено не так много исследований, чтобы определить роль GluK2 в раннем созревании нервных клеток.

Александр Джек, соавтор исследования.

Исследователи заставили нервные клетки производить большее количество рецепторов каината GluK2. Они заметили, что эти клетки-манипуляторы были более активными на ранней стадии, чем обычно. Как и ожидалось, эти клетки также показали увеличенный рост дендритов.

Более того, исследователи успешно протестировали встречающийся в природе белок, который участвует в регуляции GluK2: тау-тубулинкиназа 2 (TTBK2). Он заставляет каинатные рецепторы с субъединицей GluK2 транспортироваться из мембраны внутрь клеток, где они не могут выполнять свою функцию. Это динамичный способ, которым организм может предотвратить чрезмерное возбуждение слишком большого количества нервных клеток. Люди с мутированным белком TTBK2 страдают моторным расстройством, а именно спиноцеребеллярной атаксией 11 типа. Это происходит из-за чрезмерного возбуждения в спиноцеребелле, области мозжечка. Как результат – гибель пораженных нейронов. В экспериментах, проведенных биологами RUB, перепроизводство TTBK2 в отдельных нервных клетках уменьшало возбуждение нейронов и образование их сетей - полная противоположность эффектам, которые наблюдались после обогащения рецепторной единицы GluK2.

Автор: Пресс-служба Рурского университета Бохума

Перевод: Филипп Дончев

Ссылка на источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/12/181206115937.htm

Источник: m.vk.com

Комментарии: