In einer Zusammenarbeit zwischen RIKEN Brain Science Institute und Center for Life Science Technologies in Japan, kombiniert Wissenschaftler modernste Methoden, um einen umfassenden Katalog von Proteinen, die in bestimmten Teilen des Purkinje Neuronen hergestellt werden erhalten.
Die Studie, die von Drs geleitet. Thomas Launey , Unit Leader bei RIKEN BSI und Charles Plessy , Unit Leader bei RIKEN CLST gelang es bei der Identifizierung von mehreren tausend RNAs, die in Ratten Purkinje Neuronen angereichert sind . Diese umfassende Liste ist der Schlüssel zu einem besseren Verständnis der molekularen Vorgänge in diesen Nervenzellen und potenziellen Einblicke in Krankheiten mit Purkinje-Zellen verbunden sind, wie Ataxie ( Störungen, die Bewegung ) und Autismus .
" Purkinje Neuronen , bleibt einer der rätselhaftesten Art von Gehirnzellen , erhalten 10 mal mehr Verbindungen als alle anderen Neuronen und die über strukturelle Merkmale , die einzigartig unter den Neuronen sind ", sagte Dr. Launey . Diese großen Neuronen haben eine markante Form mit weit verzweigten Erweiterungen, so genannten Dendriten , die Signale zu empfangen , und ein einzelnes Axon zum Senden von Signalen an andere Neuronen . Im Gegensatz zu anderen inhibitorischen Neuronen , die lokal auf ihre Nachbarn zu handeln , die Purkinje-Zellen abgeschaltet Neuronen, die außerhalb der Kleinhirnrinde befinden.
Drs. Anton Kratz und Pascal Beguin , Co- ersten Autoren der Studie , und seine Kollegen festgestellt , nicht nur , welche Proteine unterscheiden Purkinje-Zellen von anderen Neuronen , sondern auch , welche Proteine werden direkt in den Dendriten gemacht . Isolierung der Dendriten und Prüfung ihrer Inhalte ist eine Herausforderung, und die Forscher erreicht diese technische Meisterleistung mit ausgefeilten Methoden .
Obwohl alle Zellen des Körpers die gleiche DNA , stellen sie verschiedene Proteine , die sie einzigartige Eigenschaften zu verleihen , je nachdem, welche Teile des Genoms aktiv sind. Um die Proteine zu bilden , Boten-RNA (mRNA) trägt Informationen in Genen aus dem Zellkern zu den Ribosomen , den Protein- Maschinen - Bau im Cytoplasma codiert. Durch die Kombination zweier als TRAP ( Translating Ribosomal Affinitätsreinigung ) und CAGEscan ( Cap Analyse der Genexpression , bei RIKEN entwickelt ) bekannt, Hochdurchsatzverfahren , konnten die Forscher gezielt erfassen und zu identifizieren, die mRNAs , wie sie wurden in Proteine von Ribosomen , in Ratten- Purkinje -Neuronen .
Die TRAP -Methode stellt einen Tag in das Ribosom und die Forscher biochemische Methoden , um die markierte Ribosomen mit dem gebundenen mRNA gezielt von Purkinje-Zellen zu reinigen, und enthüllt , was Proteine hergestellt wird. CAGEscan dann konnten sie schnell Folge und Identifizierung der großen Anzahl von gefangenen mRNAs . Mit Mikrodissektion , um die Zellkörper der baumartigen Dendriten trennen konnten die Forscher die Proteine einzigartig für jedes Fach zu identifizieren . Sie fanden heraus, dass es viele verschiedene Arten von Proteinen, insbesondere in den Dendriten , die sich von dem Zellkörper wurden hergestellt .
Das in der Nähe von erschöpfenden Überblick über die molekularen Landschaft erlaubt den Forschern , neue Kennungen Purkinje Neuronen und bisher unbekannte mRNAs zu finden. "Die Einführung der neuen Methoden hat uns Zugang zu mRNAs , die oft schwer zu erkennen sind , insbesondere diejenigen, die in geringer Menge , aber funktionell wichtig , wie Membranrezeptoren , Transporter und Ionenkanäle ", sagte Dr. Launey .
Die in dieser Studie verwendeten Methoden sollten die weithin für andere Neuronentypenund anderen Säugetieren , einschließlich Primaten , ebnet den Weg für vergleichende Studien , die den Ursprung der komplexen kognitiven Fähigkeiten oder die ursächlichen Mängeln Erkrankungen des Gehirns offenbaren kann .