Anonim

Temaer

Hvordan styres veksten av en synaptisk arborisering? Dette spørsmålet har viktige implikasjoner for funksjonen av nevrale kretser, fordi formen og størrelsen på arboriseringen har sterkt innflytelse på antallet og styrken av forbindelser som en neuron gjør med sine mål. I et nylig papir i Neuron rapporterer Sweeney og Davis om karakterisering av spinster ( spin ), et gen som koder for en negativ regulator for synaptisk vekst, og de gir et spennende innblikk i rollen som proteinhandel i kontrollen av synaptisk morfologi.

I Drosophila ble spinmutasjonen først identifisert for dens effekter på opprørshandling. Sweeney og Davis viste at tap av spinnfunksjon også forårsaker synaptisk overvekst på det nevromuskulære veikrysset (NMJ), med noen axoner som produserer mer enn doblet sitt vanlige antall boutons. spin synes å fungere både pre- og postsynaptisk, da gjenopprettelse av uttrykk på bare en av disse områdene bare produserte en delvis redning av overgrowth-fenotypen.

Forklaringen på denne fenotypen kom fra to tilsynelatende forskjellige sett med observasjoner. For det første fant forfatterne at Spin - et transmembranprotein med sekvenshomologi til monoamintransportører - lokaliserer seg til det sent endosomale / lysosomale rom i både nevron og postsynaptisk muskelfibre. Disse subcellulære rom ble forstørret i spin- mutanten, og de viste også unormal arkitektur. I tillegg var det tegn på defekter ved lysosomal clearance.

For det andre har tidligere studier implicert transformerende vekstfaktor-β (TGF-β) i reguleringen av synaptisk vekst. I disse nye forsøkene reduserte Sweeney og Davis TGF-p-signalering med reseptormutasjoner, og de viste at dette reduserte synaptisk overvekst i spin- mutantene. De økte også nivåene av TGF-p-signalering ved å blokkere aktiviteten til det inhibitoriske molekylet Daughters mot Dpp (Dad). De fant at denne manipulasjonen ga en synaptisk overgrowth-fenotype som ligner den som ble sett i spin- mutantene.

Hvordan kan disse observasjonene forenes med å produsere en modell av Spin-funksjon? Det sentlige endosomale rommet er stedet for en avgjørende beslutning om proteinhandel - om det skal resirkuleres interne reseptorer tilbake til celleoverflaten, eller sende dem til lysosomet for nedbrytning. Sweeney og Davis foreslår at spin er nødvendig for riktig utførelse av denne handlingsbeslutningen, og at i fravær er det forbedret signalering, enten på grunn av økt sortering av reseptorer til celleoverflaten eller ineffektiv nedbrytning av reseptorer i lysosomet.

Så, denne studien gir bevis på at uregulert vekstfaktor signalering, som skyldes feil i endosomalt menneskehandel, kan forårsake synaptisk overvekst. Disse funnene kan ha implikasjoner for lysosomale lagringssykdommer hos mennesker, slik som Bats sykdom. Neurodegenerasjon er hyppig karakteristisk for disse sykdommene, men det har ikke vært klart hvordan dette relaterer seg til manglene i lysosomal funksjon. Spinnmutanten gir oss nye muligheter for leting.

Anbefalt Redaksjonens