Regulacja snu — sygnalizacja Notch
Specjaliści połączyli siły w ramach projektu "Role of notch-dependent neurone-glia signalling in sleep and brain function" (INSOMNOTCH) . Na podstawie modelu drozofili chcą zrozumieć rolę szlaku sygnałowego neuron-komórka glejowa w homeostazie snu i uczenia się. Notch to receptor międzybłonowy, który jest powiązany ze szlakami sygnałowania neuron-komórka glejowa związanymi z regulacją cyklu snu i czuwania oraz uczenia się. Delta to ligand dla receptora Notch. Naukowcy aktywowali i tłumili czynność receptora Notch, aby wyjaśnić, jak receptor ten reguluje sen, proces uczenia się i układy mózgowe. Aktywację szlaku kanonicznego Notch monitorowano u drozofili przy użyciu białka zielonej fluorescencji elementu reporterowego Notch (NRE-GFP). Wyniki potwierdziły hipotezę, zgodnie z którą kanoniczne sygnalizacja Notch jest aktywowane w komórkach glejowych. Pomimo deprywacji snu, aktywacja Notch w komórkach glejowych zapobiegała upośledzeniom procesu uczenia się i zjawisku odbicia. Nadmierna ekspresja Delta również wykazuje podobne rezultaty, a dane związane z tym odkryciem opublikowano w czasopiśmie Current Biology w 2011 r. Naukowcy zahamowali także kanoniczne sygnałowanie Notch, redukując ekspresję Notch lub białka Suppressor of Hairless (czynnika transkrypcyjnego wchodzącego w skład kompleksu Notch). W tych przypadkach zaobserwowano znaczące upośledzeniom procesu uczenia się i obniżenie zjawiska odbicia. Muszki drozofila, których uprzednio podano L-DOPA, prekursor dopaminy, wykazywały zwrot w upośledzeniu procesu uczenia się. Sugeruje to, że upośledzone sygnałowanie dopaminy może być konsekwencją zmienionego sygnałowania Notch. Zespół INSOMNOTCH przeprowadził profilowanie całego genomu, aby zidentyfikować zmiany molekularne w warunkach normalnego, aktywowanego i zahamowanego sygnałowania Notch. Odkryto ponad 700 genów, na które ma wpływ aktywacja lub supresja ekspresji receptora Notch w tkance glejowej. Spośród 15 genów, które poddano testom, dwa obejmujące regulację lipidów i sprzężenie komórek glejowych skojarzono z kluczowymi rolami w regulacji snu. Działania projektu sugerują, że szlak sygnalizacji Notch został dotychczas zachowany w procesie ewolucji, a wyniki uzyskane na modelu drozofili mogą mieć częściowe zastosowanie do układów ssaków. Zespół INSOMNOTCH pogłębił wiedzę na temat roli sygnałowania Notch w normalnej pracy mózgu i regulacji snu oraz metabolizmie komórek glejowych. Wyniki badania będą miały istotny wpływ na leczenie zaburzeń snu, takich jak bezsenność, a także leczenie zaburzeń procesu uczenia się.
Słowa kluczowe
Neuron, komórka glejowa, Notch, Delta, receptor, model drozofili, bezsenność, profilowanie genomu, szlak sygnałowy, dopamina
