Gen mutatie geïdentificeerd die zenuwcellen uit koers stuurt
04-03-2008
Onderzoekers aan het Salk Instituut voor Biologische Studies hebben een genmutatie geïdentificeerd bij muizen die ervoor zorgt dat groeiende neuronen hun richting kwijt raken nadat ze het ruggenmerg verlaten hebben.
De onderzoekers hebben de mutatie Magellan genoemd, naar de Portugese marinier wiens schip Victoria de eerste was om de wereld rond te navigeren.
De leidende onderzoeker Dr. Samuel Pfaff, een professor in het Gen Expressie Laboratorium, zegt dat deze mutatie zich voordoet in een gen dat normaal motor neuronen begeleidt – de nieuw gevormde cellen die afgegeven worden van het ruggenmerg en hun weg naar beneden vinden helemaal door de ledematen zoals armen, vleugels en benen – op de juiste weg door een nieuw ontdekt mechanisme te gebruiken.
Hij zegt dat als groeiende neuronen hun weg kwijtraken als een resultaat van de mutatie, dat de uitrekkende cellen dan “knikken” kunnen ontwikkelen, terug plooien op zichzelf, of verstrikt raken in een spiraal om lussen te vormen buiten het ruggenmerg.
"Ze lijken verloren te geraken in een verkeersplein,” omschrijft Pfaff, die de groeiende neuronen geobserveerd heeft met fluorescente technologie.
De onderzoekers geloven dat het begrip van hoe de motor neuronen de juiste doelen bereiken, kan helpen bij het implementeren van nieuwe therapieën, waaronder embryonale stamcel vervanging, voor de behandeling van momenteel ongeneeslijke ziektes zoals ALS, waarin motor neuronen een onomkeerbaar verval ondergaan.
"Embryonale studies leveren ons nuttige inzichten over hoe we het systeem kunnen repliceren bij volwassenen,” zegt Pfaff.
Hij wees er ook op dat het mechanismen gebruikt door de motor neuronen waarschijnlijk gelijk zijn aan die mechanismen gebruikt in andere delen van het centrale zenuwstelsel, zoals de hersenen.
Hoewel de Magellan mutatie gevonden werd bij muizen, werd het aangetaste gen, Phr1 genaamd, ook geïdentificeerd in andere model systemen zoals fruitvliegjes en de wormsoort C. elegans.
Een groeiende zenuw draagt op zijn boog een structuur die de groeikegel genoemd wordt, een regio rijk in de receptor moleculen wiens job het is om opdrachten te ontvangen van de omgeving. Gedurende de ontwikkeling, de drukte de groeikegel voortdurend vooruit, terwijl het verlengende neuron erachter groeide in een deel van de cel, genaamd het axon.
Wanneer de groeiende cel “landt” bij zijn doel in een spiercel, zal het axon de boodschappen doorgeven die een dier toestaan om zijn ledematen te controleren en te bewegen door eigen wil.
Het team van Pfaff ontdekte dat de groeikegel in de Magellan mutanten verstoord werd, en in plaats van een duidelijke “kap” te vormen op de ontwikkelende neuronen, werd de kegel in stukken verdreven zowel aan de voorste kant als aan de axon erachter.
Hij zei dat zonder de correcte oriëntatie van de receptor, dat signalen niet accuraat konden gelezen worden,wat resulteert in een groei die buiten terrein gaat.
"Een precieze gradiënt komt normaal voor langs de kegel, die verstoord is in de Magellan mutanten,” zegt Pfaff, en voegt toe dat cellen hierdoor hun polariteit verliezen.
Aangezien de polariteit een universele eigenschap is, gemeenschappelijk voor alle groeiende neuronen, zegt hij:” Phr1 speelt waarschijnlijk een rol in de meeste groeiende neuronen om te verzekeren dat hun structuur behouden blijft en dat ze tegelijkertijd ook groter worden.”
De studie werd gerapporteerd in het tijdschrift Neuron.
"Life is a tragedy for dreamers, a comedy for doers and reality for achievers." B. Raman
Vertaling: Joke Mulleners
Bron: ALS Independence
