Новое исследование, проведенное Институтом психиатрии, психологии и неврологии (IoPPN) при Королевском колледже Лондона, продемонстрировало, что проводка мозга требует контроля локального синтеза белка на уровне определенных типов синапсов.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, в совместном исследовании групп Rico и Marín сообщается, что регуляция синтеза белка происходит весьма специфическим образом, в зависимости от типа задействованного синапса. Авторы идентифицировали сигнальный путь, контролирующий образование синапсов между возбуждающими пирамидными клетками и тормозными интернейронами, экспрессирующими белок парвальбумин. Это первое исследование, которое демонстрирует наличие такой специфичности в регуляции синтеза белка во время проводки мозга.

Кора головного мозга - это внешний слой самой большой части человеческого мозга, головного мозга. Он отвечает за наше самое сложное и разнообразное поведение, контролируя моторные и сенсорные функции. Это также одна из самых сложных биологических систем, поэтому понимание механизмов, контролирующих ее развитие, является серьезной научной задачей.

В коре головного мозга есть два основных типа нейронов: возбуждающие пирамидные клетки и тормозные интернейроны. Взаимодействие между каждой частью имеет решающее значение для нормального функционирования коры головного мозга. Тормозные интернейроны ускоряют и синхронизируют активность возбуждающих нейронов, тем самым управляя их поведением.

Нейроны в коре головного мозга организуются в сети, соединенные соединениями, известными как синапсы. Подобно электрическому соединению, синапсы состоят из предсинаптических (штепсельная вилка) и постсинаптических (розетка) отсеков. В мозге взрослого человека синтез белка происходит локально в обоих отделах для выполнения функции нейронов.

Контроль синтеза специфических белков посредством химической передачи сигналов позволяет мозгу регулировать активность отдельных синапсов. Однако, как эта регуляция отличается между двумя типами развивающихся нейронов коры головного мозга, до конца не изучено.

"Изучение молекулярных процессов, регулирующих развитие кортикальных связей, является захватывающим, особенно когда они в конечном итоге оказываются настолько специфичными. Мы определили сигнальный путь, который контролирует синтез белка в одном из самых фундаментальных соединений в коре головного мозга, синапсах, образованных пирамидальными клетками на парвальбуминовых интернейронах", - говорит доктор Клеменс Бернар, первый автор исследования из King's IoPPN.

Аномальный синтез белка в синапсах является основным механизмом, лежащим в основе РАС. Механизм, выявленный в этой статье, раскрывает взаимодействие белков, связанных с нарушениями развития нервной системы. Это открытие подтверждает идею о том, что синапсы, образованные возбуждающими пирамидными клетками и парвальбумин-положительными интернейронами, могут быть особенно чувствительны к нарушению регуляции, наблюдаемому при состояниях мозга, связанных с развитием, таких как РАС.

"Удивительно, что многие гены, связанные с РАС, по-видимому, регулируются тем же сигнальным путем, который мы выявили в этом исследовании", - говорит профессор Марин, один из двух старших авторов исследования.

"Это наблюдение предполагает, что связи между возбуждающими пирамидными клетками и тормозными интернейронами, экспрессирующими парвальбумин, являются возможной горячей точкой для множества генетических факторов риска при РАС", - говорит профессор Рико, соавтор исследования.