Как нейроны приобретают полярность

Нервные клетки проводят сигнал в одном направлении: сильно разветвлённые отростки-дендриты принимают сигнал от соседних нейронов, после чего он направляется на длинный аксон, передающий его дольше по клеточной цепи. Иными словами, у нейрона есть полярность, условный «плюс» и условный «минус», которые никогда местами не меняются.

Очевидно, эта полярность формируется сразу же после появления нейрона на свет, и исследователям из Аризонского университета (США) удалось выяснить молекулярные механизмы этого процесса.

Дело, как водится, оказалось в белках, точнее, в одном ферменте, который существует в двух формах — длинной и короткой. Фермент этот давно известен под именем атипической протеинкиназы С, или aPKC. Как пишут Сара Паркер и её коллеги в PNAS, в эмбриональных предшественниках нейронов обе формы aPKC (и длинная, и короткая) связываются с одним и тем же партнёром — другим белком под названием Par3.

Если с Par3 связывается короткая форма фермента, в этом месте начинает расти дендрит, если длинная — аксон. Выключая синтез то короткой, то длинной aPKC, исследователи получали нейроны либо только с аксонами, либо с одними дендритами, то есть или с «плюсом», или с «минусом».

Эти результаты входят в противоречие с теорией, согласно которой нейрон по умолчанию формирует дендриты, а аксон начинает отращивать, когда получит некий сигнал. Как видим, исходно нейрон вообще не склонен иметь какую-либо полярность, и «полюса» ему придаёт распределение регуляторного фермента. (Хотя тут же возникает вопрос: чем определяется само распределение регуляторного белка?)

Результаты экспериментов могут пригодиться в медицинской практике: если нам, допустим, нужно срастить нервную цепочку, разорванную в результате травмы, мы могли бы ускорить процесс, активировав длинную или короткую форму белка, определяющего полярность нейрона.

Подготовлено по материалам Аризонского университета. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.