Новое открытие о белке, который позволяет нашему мозгу и мышцам разговаривать

Теперь ученые обнаружили, что белок, который, как считается, помогает закрепить этот город рецепторов, также помогает обеспечить их формирование и функционирование, а также замедлить их деградацию.«Открытие дает новое понимание того, как возникают заболевания, такие как мышечная дистрофия, которые разъединяют мозг и тело, поскольку указывает на новые цели лечения», — сказал нейробиолог доктор Лин Мэй. Мэй — председатель отделения неврологии и регенеративной медицины Медицинского колледжа Джорджии Университета Огаста, выдающийся ученый в области нейробиологии Джорджии исследовательского альянса и автор-корреспондент исследования в журнале Neuron.

Белок — это рапсин, а рецепторы — для ацетилхолина, нейромедиатора, который высвобождает двигательные нейроны для активации наших мышечных клеток. Рапсин вырабатывается нашими мышечными клетками и считается своего рода биологическим якорем, который взаимодействует с рецепторами ацетилхолина, чтобы обеспечить их оптимальное расположение для наших мышц, чтобы они могли получать приказы от нашего мозга.«Для точной и эффективной работы синапсов рецепторы должны быть чрезвычайно сконцентрированы именно в нужном месте», — сказала Мэй.Соединение, или синапс, образующееся в клетках, называется нервно-мышечным соединением.

Во время развития нейроны спинного мозга достигают мышечных клеток, формируя эту прямую коммуникационную линию. Чтобы установить эту связь, нейроны высвобождают белок агрин, который достигает LRP4, белка на поверхности мышечных клеток. Это активирует MuSK, фермент, который поддерживает кластеризацию рецепторов на поверхности мышечных клеток, что обеспечивает связь.

Теперь Мэй и его сотрудники показали, что рапсин не только помогает удерживать эти рецепторы на месте в мышечной клетке, но также действует как фермент, помогающий управлять формированием нервно-мышечного соединения посредством процесса, называемого неддилированием. Фактически, этому недилированию способствуют также агрин и MuSK.Недавно обнаруженное действие происходит в одном из трех доменов или частей рапсина, называемого RING, специфическая функция которого ранее была неизвестна. Классическая функция строительных лесов Rapsyn находится в другой части; роль третьей части пока неизвестна.

Открытие RING является немного неожиданным, поскольку в биологии якорные белки, такие как рапсин, обычно не обладают такой ферментативной активностью. «Этот якорь активен», — сказала Мэй. Фактически, это белок синапсов мозга, который, по-видимому, выполняет обе эти важные функции с рецепторами.Было известно, что рядом с рецепторами ацетилхолина в нервно-мышечном соединении находится много рапсина, и их обмен довольно постоянный. Новое открытие указывает на то, что рапсин помогает обеспечить постоянное присутствие множества рецепторов в этой динамичной среде.

По словам Мей, мутации рапсина, которые приводят к тому, что рецепторы не группируются или не функционируют должным образом, вероятно, способствуют широкому спектру мышечной слабости, наблюдаемой при мышечной дистрофии. Это включает в себя врожденный миастенический синдром, который чаще всего поражает лицевые мышцы и может сначала проявляться в виде опущенных век. Еще до того, как была известна функция части RING, другие обнаружили, что дефекты или делеции именно в этой части рапсина вызывают мертворождение плодов человека, вероятно, из-за их неспособности дышать, сказала Мэй, что является ярким показателем важной роли домена. в развитии нервно-мышечной связи. Ученые из MCG показали, что мыши не могут выжить без ферментативного действия rapysn.

«По сути, он обеспечивает новый механизм образования синапсов», — сказала Мэй. «В трансляционном плане, идентифицируя эту новую ферментативную активность, по-видимому, вы могли бы разработать терапевтический способ сделать ее более активной».У них все еще есть много вопросов, например, меняет ли рапсин функцию рецепторов, как подозревает Мэй. Они также хотят увидеть, влияют ли мутации в этих других частях рапсина на ферментативную роль домена RING, поскольку есть доказательства того, что мутации в других частях также могут привести к смертельным проблемам с дыханием.

Ученые также исследуют функцию третьей порции рапсина.И это только верхушка айсберга и ключ к разгадке, предполагает Мей, чтобы также взглянуть на якорные белки по всему телу, включая сам мозг.

Он уже рассматривает классические заякоренные белки, такие как PSD-95, в соединениях нейрон-нейрон, на предмет каких-либо доказательств ферментативной активности — и потенциальных новых терапевтических мишеней — там.


Новости со всего мира