Molekularne podłoże plastyczności synaps
Plastyczność synaps polega na zmianie budowy i morfologii miejsc wzbudzania neurotransmisji, tzw. kolców dendrytycznych. Coraz więcej danych wskazuje, że struktura i funkcja kolców dendrytycznych musi być skoordynowana w celu zapewnienia prawidłowych funkcji poznawczych, pamięci oraz zdolności uczenia się i przechowywania informacji. Jednak mechanizmy molekularne łączące te procesy nie zostały w pełni poznane. Nieprawidłowe zmiany morfologii kolców dendrytycznych i plastyczności synaps przyczyniają się do patogenezy chorób neuropsychiatrycznych, takich jak choroby ze spektrum autyzmu i schizofrenia. W zakres finansowanego przez UE projektu MORPHINGSYNAPSES (The coordination of dendritic spine morphogenesis and function during synaptic plasticity and pathology) wchodziły badania morfologii kolców dendrytycznych i ocena genetycznych czynników ryzyka chorób neuropsychiatrycznych. Badacze korzystali z najnowocześniejszych technik obrazowania i koncentrowali się na dwóch białkach: ankirynie-G, której gen jest głównym czynnikiem ryzyka choroby afektywnej dwubiegunowej i schizofrenii, oraz kadherynie-10, czynniku ryzyka autyzmu. Korzystając z mikroskopii światła strukturalnego (SIM), naukowcy zidentyfikowali synaptyczne nanodomeny ankiryny-G, obalając wcześniejsze przekonania na ten temat. Wraz z innymi białkami lokalizowały się one w kolcach dendrytycznych. Wyniki pokazały, że ankiryna-G odgrywa istotną rolę w utrzymaniu prawidłowej morfologii kolców dendrytycznch oraz plastyczności synaps. Jednocześnie naukowcy opisywali funkcje kadheryny-10 w komórkach. Odkryli, że występuje ona zarówno w synapsach pobudzających jak i hamujących. Podsumowując, prace w ramach projektu MORPHINGSYNAPSES umożliwiły zidentyfikowanie nieznanych dotąd czynników warunkujących budowę i plastyczność synaps. Zważywszy, jak ważną rolę odgrywają te białka w chorobach neuropsychiatrycznych, uzyskane wyniki pozwolą lepiej zrozumieć etiologię molekularną tych chorób oraz opracować nowe cele terapeutyczne.
Słowa kluczowe
Plastyczność synaps, kolec dendrytyczny, funkcje poznawcze, ankiryna-G, kadheryna-10, zaburzenia neuropsychiatryczne
