Un passo avanti verso la chiusura: neuroscienziati scoprono chiave per difetti del midollo spinale

Maggio 10, 2016 Admin Salute 0 2
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Disturbi del midollo spinale come la spina bifida si presentano durante lo sviluppo precoce, quando le future cellule del midollo spinale che crescono in un strato piano riescono a rimboccarsi in un tubo. Nel numero 6 dicembre di Nature Cell Biology, i ricercatori della Johns Hopkins University School of Medicine di squadra con i colleghi della University of California, Berkeley per segnalare un collegamento non-conosciuto prima tra il trasporto di proteine ​​e mouse sviluppo del midollo spinale, una scoperta che apre nuove porte per la ricerca su tutti i difetti spinali.

"Quello che mi piace di questa scoperta è il totale sorpresa - non abbiamo mai difetti prima avrebbe collegati in macchinari proteina-secrezione e chiusura del tubo neurale", dice David Ginty, Ph.D., professore di neuroscienze e Howard Hughes Medical Institute investigatore .

La squadra inizialmente cercato di trovare nuovi geni che istruiscono il corretto cablaggio dei cento miliardi di neuroni nel sistema nervoso. Per fare questo, hanno generato in modo casuale mutazioni nei geni di topo, i topi allevati ed esaminato la prole per difetti di sviluppo del sistema nervoso. Una delle migliaia di embrioni di topo esaminati da studente laureato Janna Merte aveva un midollo spinale che non era riuscito a chiudere in un tubo. Considerando condizioni come spina bifida derivano dal fatto che la coda del midollo spinale per chiudere, questi nuovi topi avevano una condizione più grave, in cui l'intera lunghezza del tubo vertebrale era riuscito a chiudere.




Incuriosito, Janna poi identificato il gene mutato in questo mouse come Sec24b, un gene già noto a svolgere un ruolo nel processo in cui le cellule confezionare nuove proteine ​​fatte che sono destinati ad essere consegnati alla membrana cellulare o inviato al di fuori della cellula. Ma tutte geni noti per istruire normale chiusura del tubo spinale sono noti per orientare cellule in un foglio piano, simile a patterning dei follicoli piliferi in pelle.

"Noi non sapevamo veramente cosa fare con Sec24b in un primo momento", dice Ginty. Il suo team ha consultato e, infine, ha collaborato con Berkeley professor Randy Schekman, che ha scoperto il gene Sec24 nel lievito.

Un altro gene, Vangl2, quando cause mutati difetti molto simili a chiusura della colonna vertebrale, in modo che la squadra di cui per vedere se Vangl2 e Sec24b interagiscono tra loro. In primo luogo hanno progettati topi per contenere mutazioni in entrambi i geni e ha scoperto che il 68 per cento dei topi avevano spina bifida e più della metà dei topi sono morti entro quattro settimane dopo la nascita, suggerendo fortemente i due geni interagiscono tra loro.

Poiché entrambe le proteine ​​sono coinvolte nella chiusura del tubo neurale, la squadra motivata che forse mutazioni in Sec24b potrebbero influenzare l'imballaggio di Vangl2. Miscelazione componenti cellulari e Vangl2 in una provetta, la squadra aggiunto sia Sec24b o altre proteine ​​correlate. Solo provette contenenti Sec24b sono stati in grado di confezionare Vangl2; altre proteine ​​correlate non poteva. Il team ha dimostrato che anche piccoli cambiamenti nella proteina Vangl2 impedito Sec24b da correttamente l'ordinamento Vangl2. Invece, è stato trovato Vangl2 aggregata all'interno della cellula.

Patterning cellulare corretta, spiega Ginty, probabilmente è stabilito con i processi cellulari fase molto precoce che regolano la produzione di proteine ​​e il trasporto. E l'alta prevalenza di spina bifida nei topi con alterata Sec24b e Vangl2 suggerisce che i difetti in Sec24b e forse altri geni Sec potrebbero essere alla base dei difetti del midollo spinale nell'uomo. "Sarà interessante vedere se questo è effettivamente il caso," dice.

Questo lavoro è stato finanziato dal National Institute of Neurological Disorder and Stroke, la Johns Hopkins Mente Brain Institute, e l'Howard Hughes Medical Institute.

Gli autori di questa carta sono Janna Merte, Kevin Wright, Sarah Sarsfield, Yanshu Wang, e David D. Ginty della Johns Hopkins; e Devon Jensen e Randy Schekman della University of California, Berkeley.

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