Home » Știință » Cercetătorii au reușit să vadă cum comunică neuronii

Cercetătorii au reușit să vadă cum comunică neuronii

Cercetătorii au reușit să vadă cum comunică neuronii
Foto: The Hospital for Sick Children (SickKids)/Eurek Alert
Publicat: 25.06.2024

Pentru prima dată, oamenii de știință de la The Hospital for Sick Children (SickKids; din Canada) au utilizat tehnologia avansată de imagistică de la SickKids Nanoscale Biomedical Imaging Facility pentru a dezvălui structura atomică a unei enzime care ne arată cum comunică neuronii.

Toată activitatea cerebrală, de la memorie și emoție  și până la învățare și control motor, este posibilă datorită comunicării prin sinapse, conexiunile dintre neuroni. Atunci când această comunicare nu este reușită, pot apărea diverse afecțiuni precum epilepsia. Un neuron este un tip de celulă specializată în comunicarea cu alte celule prin trimiterea de semnale chimice, numite neurotransmițători, în sinapse. În creier, există 100 de trilioane de sinapse între neuroni.

Modul cum comunică neuronii a fost studiat de zeci de ani, dar cercetarea publicată recent prezintă modele derivate din sute de mii de imagini de înaltă rezoluție care dezvăluie funcția sinaptică cu o claritate nouă.

Studiul a fost publicat în revista Science.

Iată cum comunică neuronii!

Condusă de dr. John Rubinstein, cercetător senior în programul de Medicină Moleculară, și de dr. Claire Coupland, autoare și postdoctorandă în laboratorul Rubinstein, echipa de cercetare speră că prin capturarea de imagini și prin modelarea modului în care chimicalele sunt eliberate din neuroni, va putea identifica noi ținte terapeutice care să ajute la îmbunătățirea îngrijirii copiilor cu epilepsie și cu alte afecțiuni neurologice.

La publicarea acestor descoperiri, Rubinstein explică modul în care echipa sa a capturat imaginile și ce ar putea însemna descoperirile lor pentru pacienți în viitor.

În timpul comunicării, neuronii eliberează neurotransmițători într-o sinapsă pentru a fi livrați unui neuron receptor. Acești neurotransmițători sunt eliberați din mici pachete numite vezicule sinaptice. Odată ce un mesaj este recepționat, neurotransmițătorii trebuie să fie reabsorbiți și reîmpachetați în noi vezicule sinaptice pentru a curăța sinapsa și a face loc pentru următorul semnal.

Pentru a facilita acest proces, o enzimă numită ATP-ază de tip vezicular (V-ATP-ază) acționează ca o pompă pentru a introduce neurotransmițătorii în veziculele sinaptice. V-ATP-aza reglează, de asemenea, eliberarea neurotransmițătorilor din vezicule.

În această cercetare, oamenii de știință au aflat că modul în care V-ATP-aza controlează procesul de eliberare a neurotransmițătorilor din veziculele sinaptice este prin dezmembrarea spontană după încărcarea veziculelor. Ei au descoperit că, atunci când au umplut veziculele sinaptice cu neurotransmițători, V-ATP-azele s-au descompus în două părți, ceea ce a permis eliberarea neurotransmițătorilor.

Noi metode de imagistică

Folosind metode biochimice noi și metode de imagistică inovatoare susținute de SickKids Nanoscale Biomedical Imaging Facility, cercetătorii au reușit să izoleze vezicule sinaptice și să obțină imagini ale acestora. De acolo, au dezvoltat noi abordări computaționale pentru a analiza imaginile și a arăta V-ATP-aza în vezicule la o rezoluție înaltă, ceva ce nu a mai fost realizat până acum, scrie Eurek Alert.

Oamenii de știință au creat modele 3D ale V-ATP-azei pe baza imaginilor capturate folosind microscopie electronică criogenică (cryo-EM), o metodă care fotografiază probele la -196 °C. Echipa a observat că V-ATP-aza interacționează cu mai multe componente ale veziculei sinaptice, care conține multe proteine și lipide implicate în eliberarea neurotransmițătorilor.

Cel mai surprinzător lucru aflat de cercetători este că V-ATP-aza interacționează cu o proteină numită sinaptofizină. După greutate, sinaptofizina este cea mai abundentă proteină a veziculei sinaptice. Până acum, funcția sa în neuroni nu era înțeleasă. Ceea ce a descoperit echipa arată că sinaptofizina ar putea ajuta la recrutarea V-ATP-azei în veziculele sinaptice atunci când aceasta se formează inițial.

Acum că s-a descoperit că V-ATP-aza interacționează cu sinaptofizina în veziculele sinaptice, oamenii de știință lucrează cu dr. Lu-Yang Wang, cercetător senior în programul de Neuroștiințe și Sănătate Mintală, pentru a înțelege rolul acestei interacțiuni în creier. De asemenea, echipa vrea să înțeleagă modul în care încărcarea veziculelor duce la dezmembrarea V-ATP-azei și modul în care acest proces controlează eliberarea neurotransmițătorilor din neuroni.

În viitor, acest proces ar putea fi o țintă terapeutică pentru multe afecțiuni de sănătate, inclusiv unele tipuri de epilepsie.

Vă recomandăm să citiți și:

Oamenii de știință au introdus „o fereastră” în craniul unui bărbat pentru a-i citi creierul cu ultrasunete

În curând, Inteligența Artificială ar putea detecta cancerul

Ceasul intern al corpului poate stimula tratamentele împotriva cancerului, spun oamenii de știință

Ce poți face ca oamenii să te placă mai mult? Folosește-ți mușchii feței!

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Singura relatare „de la fața locului” dezvăluia data exactă în care orașul Pompeii a fost distrus
Singura relatare „de la fața locului” dezvăluia data exactă în care orașul Pompeii a fost distrus
Gladys May Aylward, misionara britanică din China. A salvat 100 de orfani în timpul celui de-Al Doilea Război Mondial
Gladys May Aylward, misionara britanică din China. A salvat 100 de orfani în timpul celui de-Al Doilea Război Mondial
Khalifa bin Zayed Al-Nahyan, al doilea președinte al Emiratelor Arabe Unite și conducătorul orașului Abu Dhabi
Khalifa bin Zayed Al-Nahyan, al doilea președinte al Emiratelor Arabe Unite și conducătorul orașului Abu Dhabi
Arheologii chinezi au dezgropat o armură excepțională din 6.000 de solzi. Cui a aparținut?
Arheologii chinezi au dezgropat o armură excepțională din 6.000 de solzi. Cui a aparținut?
O gaură neagră masivă din Universul timpuriu, surprinsă în timp ce trage „un pui de somn”
O gaură neagră masivă din Universul timpuriu, surprinsă în timp ce trage „un pui de somn”
Hackerii nord-coreeni, responsabili pentru 61% dintre furturile de criptomonede din 2024
Hackerii nord-coreeni, responsabili pentru 61% dintre furturile de criptomonede din 2024
O tonă de petarde, găsită de polițiști în locuința unui bucureștean
O tonă de petarde, găsită de polițiști în locuința unui bucureștean
ChatGPT, disponibil și pe WhatsApp. Ce trebuie să știe utilizatorii?
ChatGPT, disponibil și pe WhatsApp. Ce trebuie să știe utilizatorii?
Scriitoarea care a semnat „cel mai important roman în limba engleză”
Scriitoarea care a semnat „cel mai important roman în limba engleză”
SpaceX va lansa pentru a șaptea oară racheta Starship
SpaceX va lansa pentru a șaptea oară racheta Starship
Ucrainenii nu au „puterea” de a recupera zonele ocupate de Rusia, a recunoscut Zelenski
Ucrainenii nu au „puterea” de a recupera zonele ocupate de Rusia, a recunoscut Zelenski
Ambiții mari! Agenția spațială chineză vrea să fie prima care aduce mostre de pe Marte
Ambiții mari! Agenția spațială chineză vrea să fie prima care aduce mostre de pe Marte
Câți dintre români au de gând să viziteze un târg de Crăciun din țară?
Câți dintre români au de gând să viziteze un târg de Crăciun din țară?
Telescopul Webb a găsit o populație neobișnuit de mare de asteroizi între Jupiter și Marte
Telescopul Webb a găsit o populație neobișnuit de mare de asteroizi între Jupiter și Marte
Ce a dezvăluit o investigație metalurgică despre Discul ceresc de la Nebra?
Ce a dezvăluit o investigație metalurgică despre Discul ceresc de la Nebra?
Un studiu arată că muștele sunt mai vulnerabile decât albinele la schimbările climatice
Un studiu arată că muștele sunt mai vulnerabile decât albinele la schimbările climatice
Un nou studiu dezvăluie cum au jucat cometele un rol „major” în apariția vieții pe Pământ
Un nou studiu dezvăluie cum au jucat cometele un rol „major” în apariția vieții pe Pământ
Imagini incredibile arată cum beau apă șerpii însetați
Imagini incredibile arată cum beau apă șerpii însetați