17:00 
Ученые обнаружили, что молекулы информационной РНК (мРНК), которые несут генетические инструкции к дальним участкам нейронов мозга, имеют тенденцию группироваться вместе главным образом потому, что их много, а не потому, что они движутся в скоординированных группах.
Открытие, опубликованное в журнале Общества нейронаук eNeuro, помогает объяснить, как нейроны, которые имеют одни из самых длинных отростков среди всех клеток в организме, управляют генетическими инструкциями на больших расстояниях от того места, где они созданы.
Этот фундаментальный процесс имеет решающее значение для поддержки нейронной связи и модификаций, которые происходят в определенных участках клеточной связи, называемых синапсами, вдоль нейрона, которые являются частью каскада молекулярных сигналов, которые происходят во время обучения и формирования воспоминаний.
Когда эти процессы нарушаются – как это происходит при таких состояниях, как синдром хрупкой Х-хромосомы и некоторые формы аутизма – понимание основных правил, управляющих локализацией РНК, может помочь ученым определить, где что-то идет не так.
Когда мы сравнили все возможные пары среди измеренных нами мРНК – всего 66 комбинаций – самое простое объяснение подходит лучше всего: у обильных мРНК просто больше шансов, что их сигналы перекроются с другими, которые мы измерили. Это указывает на гибкую систему, в которой мРНК случайно сближаются. Настоящая специфичность, по-видимому, проявляется позже в синапсе, где локальные сигналы решают, как используются эти генетические инструкции».
Шеннон Фаррис, доцент Института биомедицинских исследований Фралина при VTC и старший автор исследования
Некоторые ученые предполагают, что эти мРНК перемещаются в отдельных пакетах, несущих определенные комбинации, в то время как другие предполагают, что каждое сообщение движется само по себе. Новая работа склоняется к более простой идее, что близость в основном зависит от того, сколько каждого сообщения находится в клетке
Помимо нового взгляда на базовую биологию, это открытие помогает прояснить, как нейроны управляют сообщениями, управляющими обучением и памятью, включая процессы, которые нарушаются при синдроме хрупкой Х-хромосомы — генетическом состоянии, при котором отсутствует белок, связывающий многие из этих РНК.
Команда использовала визуализацию одиночных молекул в интактной ткани гиппокампа мышей дикого типа, чтобы пространственно картировать сообщения РНК, многие из которых, как известно, взаимодействуют с регуляторным белком под названием FMRP. Они измерили размер и яркость каждой светящейся точки РНК и сравнили, как часто различные РНК оказываются пространственно перекрывающимися.
Теперь, когда у ученых есть более четкое представление о том, как эти молекулы естественным образом располагаются, следующие шаги включают изучение того, как эта система адаптируется во время обучения - и как она может сбиться с пути при расстройствах, влияющих на связь между нейронами, таких как синдром ломкой Х-хромосомы.
Исследование провел Фаррис, доцент научно-исследовательского института и кафедры. доктор биомедицинских наук и патобиологии Колледжа ветеринарной медицины Вирджинии-Мэриленд, первый автор Ренеса Тараннум, выпускник программы трансляционной биологии, медицины и здравоохранения Технологического института штата Вирджиния, Шэрон Свэнгер, доцент научно-исследовательского института и кафедры биомедицинских наук и патобиологии, а также Освальд Стюард, директор Научно-исследовательского центра травм спинного мозга Рива-Ирвина. в Калифорнийском университете в Ирвайне.
Исследование проводилось при поддержке Национального института неврологических расстройств и инсульта, Национального института психического здоровья, Биомедицинского исследовательского института Фралин Технологического института Вирджинии и Фонда исследований мозга и поведения.
