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Signalisation de réseaux qui contrôlent la fonction des neurones cartographiés par des chercheurs

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Dans la première grande étude de la protéomique en son genre, les chercheurs de l'Université de Californie, San Diego (UCSD) School of Medicine ont cartographié des milliers de protéines neuronales pour découvrir comment elles se relient en réseaux complexes de signalisation qui guident Neurone fonction. Leur recherche - quantitatives en utilisant la spectrométrie de masse, des logiciels de calcul et de la bioinformatique, de faire correspondre les protéines à leurs fonctions cellulaires - peut conduire à une meilleure compréhension du développement du cerveau, les maladies neurodégénératives, la régénération et la moelle épinière.

Dirigé par Richard Klemke, Ph.D., professeur de pathologie à l'UCSD School of Medicine et de l'UCSD Moores Cancer Center, l'équipe de recherche a conçu une nouvelle technologie leur permettant, pour la première fois, d'isoler et de purifier neurites - long de la membrane extensions Le neurone qui donnent lieu à des dendrites ou des axones. Cette percée technologique ouvre la voie pour comprendre comment neurites forme et de différencier les connexions neuronales se régénérer et donner naissance à un réseau. Elle a également conduit à la découverte de la façon dont deux principales molécules de signalisation sont réglementées par un réseau complexe de protéines qui contrôle neurite excroissance. Leur étude sera publiée la semaine du 28 janvier au 1 er février dans le on-line, la petite édition de la revue Proceedings of the National Academy of Science.

La formation des neurites, un processus appelé neuritogenesis, est la première étape de la différenciation des neurones, les cellules de l'information de base du système nerveux central.

"Comprendre comment neurites forme est essentielle, car ces structures donnent lieu à l'spécialisées axones et les dendrites qui relais sensorielle et nous permettent de voir, d'entendre, de goût, de la raison et de rêve», a déclaré Klemke.

Régénérer les neurones par l'envoi d'une ou plusieurs longues, minces neurites qui finira par se différencier en axones, qui reçoivent surtout des signaux, ou dendrites, principalement impliqués dans l'envoi de signaux. Ces longues, branche-comme saillies sensorielles spécialisées ont une structure appelée cône de croissance que les sondes environnement extracellulaire de trouver sa voie et de déterminer quelle direction doit aller de l'neurite afin de brancher d'autres neurites qui va aussi se différencier en axones et les dendrites.

Le réseau de neurones de signalisation de dendrites et des axones forme un immense tableau d'information, que l'UCSD équipe étudie dans le but de découvrir comment les neurones se régénèrent connecter correctement et de maintenir une bonne câblage du cerveau. Comprendre le rôle que joue neuritogenesis dans la régénération des connexions nerveuses endommagées par des maladies telles que la maladie d'Alzheimer, de Parkinson ou d'autres maladies neurodégénératives est une composante importante de la cartographie du réseau de signalisation.

"Notre principal objectif est d'identifier des protéines uniques qui causent le neurite de germer et de se différencier", a déclaré Klemke. «Nous voulons aussi comprendre les signaux qui guide neurite formation et de la migration en réponse à des repères directionnels."

Klemke postdoctorales et associés et Olivier Pertz Yingchun Wang identifié un réseau complexe de protéines appelées enrichi GEFs BPA et que le contrôle neuritogenesis par modulation de la signalisation.

«Cette signalisation externe d'orientation fournit des repères à l'intérieur de la mécanique des mécanismes cellulaires qui rendent le neurite aller de l'avant, tourner, ou de la direction», a déclaré Klemke. "Comprendre comment les milliers de protéines neurite travailler de concert peut-être un jour nous aider à guider neurites au bon endroit dans le corps à se régénérer et à inverser l'incidence de maladies dégénératives ou de neurones faciliter la moelle épinière après la guérison des blessures."

Les chercheurs ont mis au point une technologie unique microporeux filtre pour séparer les neurite du corps cellulaire du neurone, appelé le soma. La possibilité de trancher des millions de neurones dans leurs composantes neurite soma et ouvert la porte à l'aide de la spectrométrie de masse, un outil capable d'identifier les milliers de protéines uniques qui composent les deux structures. Utilisation de l'information glanée à la publication de l'ouvrage, les chercheurs ont alors pu prédire la fonction de la plupart des protéines neurite. Cela leur a permis de construire un modèle de la façon dont les protéines des milliers de travailler ensemble pour faciliter neurite formation.

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Article adapté par Medical News Today de l'original du communiqué de presse.
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Contributeurs à l'étude comprennent Richard D. Smith, Feng Yang, et G. Camp David II, Biological Sciences Division, Environmental Molecular Sciences Laboratory, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA, et Olivier C. Pertz, Yingchun Wang, Wei Wang, Laurie J. Gay, UCSD Département de pathologie et Moores UCSD Cancer Center.

Les travaux ont été financés par des subventions accordées par le National Institutes of Health, la Susan G. Komen Foundation, et une subvention Cell Migration Consortium. L'Environmental Molecular Sciences Laboratory is a US Department of Energy des installations scientifiques nationales utilisateur.

Source: Debra Kain
Université de Californie - San Diego

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