Badanie złożonych funkcji synaptycznych
Komórki neuronalne odpowiadają na odbieranie, przesyłanie i integrację informacji w ośrodkowym i obwodowym układzie nerwowym. Są one morfologicznie i fizjologicznie niejednorodne i precyzyjnie połączone poprzez synapsy, tworząc złożoną sieć neuronową. Badania neurobiologiczne ukierunkowane są na poznanie mechanizmów molekularnych związanych odpowiednim tworzeniem się obwodów neuronalnych. Przedmiotem finansowanego przez UE projektu "Deciphering the neurexin code in neuronal circuitry" (NRX CODE) było zbadanie roli receptorów powierzchniowych neureksyn (NRXN) w tożsamości neuronów. NRXN to cząsteczki przylegające do komórek, znane ze swojej zdolności do inicjowania tworzenia i porządkowania synaps. Mutacje genów NRXN wykazują silną korelację z chorobami neuropsychiatrycznymi, takimi jak schizofrenia, autyzm czy uzależnienia. Naukowcy uczestniczący w projekcie NRX CODE postanowili zbadać różnorodność NRXN powstających za sprawą alternatywnego splicingu na poziomie mRNA i białek. Przy pomocy sekwencjonowania nowej generacji udało się poznać zawartość transkryptów mRNA NRXN w mózgu dorosłej myszy oraz wykazać, że repertuar NRXN jest skorelowany z komórkowym zróżnicowaniem różnych obszarów mózgu. Uczeni zaobserwowali, że niektóre poddane alternatywnemu splicingowi sekwencje są odpowiedzialne za regulację określonych wariantów NRXN na poziomie mRNA, a tym samym uzyskali ważne informacje na temat regulacji tych genów. Ponadto, uczestnicy projektu NRX CODE opracowali badania spektrometrii mas do monitorowania wybranych reakcji, które umożliwiają względną i bezwzględną kwantyfikację różnych wariantów białek NRXN w różnych próbkach biologicznych. Metodologia umożliwiająca monitorowanie różnych wariantów splicingu NRXN na poziomie białek jest ważnym krokiem w kierunku poznania roli wariantów NRX in vivo. Wyniki doświadczeń przeprowadzonych w projekcie NRX CODE dostarczają podstawowych wiadomości na temat różnicowania genu NRXN przez alternatywny splicing, pomagając w zrozumieniu podstawowych zasad różnorodności neuronów. Biorąc pod uwagę znaczenie medyczne mutacji genów NRXN, ustalenia i narzędzia będące owocem tego badania można będzie wykorzystać w diagnostyce klinicznej schorzeń neuropsychiatrycznych.
Słowa kluczowe
Neurony, neureksyny, kod neureksyn, obwody neuronalne, synapsy, schorzenia neuropsychiatryczne, splicing