Transport molekularny w neuronach
Transport w neuronach jest ściśle kontrolowany poprzez skomplikowane oddziaływania między cytoszkieletem i silnikami molekularnymi. Dzięki temu transportowane substancje i organelle trafiają do właściwych kompartmentów komórkowych. Istotność tego systemu widać na przykładzie coraz częstszych chorób neurodegeneracyjnych u człowieka, ponieważ wynikają one najpewniej z nieprawidłowości w transporcie neuronalnym. Mikrotubule są niesymetryczne pod względem kierunku transportu, a ta polarność stanowi jedną z istotnych różnic między aksonami i dendrytami. Uzyskane dane wskazują, że dynamiczne mikrotubule tymczasowo wnikają do kolców dendrytycznych, lecz sygnały i mechanizmy neuronalne ułatwiające ten proces pozostają nieznane. Aby wyjaśnić to zjawisko i poznać rolę mikrotubul w czynnościach synaps, naukowcy z finansowanego przez UE projektu DYNAMICMTINSPINES (The role of dynamic microtubule in the structure and function of dendritic spines) hodowali warstwy hipokampu. Uzyskano w ten sposób warunki bliższe warunkom in vivo oraz lepiej ilustrujące dynamikę mikrotubul. W doświadczeniach potwierdzono, że aksony i dendryty różnią się polarnością mikrotubul. Ponadto rejestracja prowadzona w żywych myszach umożliwiła naukowcom po raz pierwszy zbadanie dynamiki mikrotubul w nienaruszonym układzie nerwowym. Badania mikroskopowe mikrotubul wskazują, że celowanie kolców jest częstym zjawiskiem w dendrytach neuronów u ssaków i że jest ono wywoływane swoistymi sygnałami synaptycznymi. Obrazowanie na żywo o wysokiej rozdzielczości umożliwiło badaczom ustalenie, że główną molekułą docelową po zadziałaniu mechanizmu celowanego wnikania do kolców jest aktyna. Dokładne badania białek oddziałujących z mikrotubulami pomogły nakreślić ten mechanizm komórkowy. Mikrotubule okazały się ważne dla transportu synaptycznego i przekazywania endosomów w kolcach dendrytycznych. Łącznie, wyniki projektu DYNAMICMTINSPINES poszerzyły wiedzę o procesach towarzyszących inwazji mikrotubul do kolców dendrytycznych. Innowacyjna koncepcja, zgodnie z którą dynamiczne mikrotubule wpływają na synapsy, sprawia, że mogą one stanowić wartościowy cel terapii chorób neurologicznych.
