Minis aseguran la maduración sináptica
WIKIMEDIA, BIOMED CENTRAL; SÁNCHEZ-SORIANO, TEAR, WHITINGTON, PROKOP Las funciones de la neurotransmisión en miniatura, en las que las neuronas presinápticas liberan espontáneamente vesículas sinápticas que inducen la actividad neuronal postsináptica, han eludido a los neurocientíficos desde que se descubrió el proceso a principios de la década de 1950. Algunos simplemente han considerado las neurotransmisiones en miniatura, o «minis», que se han encontrado en todas las sinapsis estudiadas como subproductos de la neurotransmisión provocada por los potenciales de acción. Pero en los últimos años, otros han presentado evidencia que sugiere que los minis son funcionales, lo que influye en la producción de proteínas en las sinapsis, entre otras cosas.
Trabajando con Drosophila vivas, Columbia University Medical El Centro Brian McCabe y sus colegas ahora demuestran otro papel para los minis: regular la maduración estructural de las sinapsis glutamatérgicas. Su trabajo fue publicado en Neuron hoy (7 de mayo).
“El artículo es muy emocionante. . . [y] amplía nuestra comprensión previa de la neurotransmisión en miniatura de maneras importantes” dijo Michael Sutton, profesor asociado de la Universidad…
Informes anteriores demostraron que la neurotransmisión espontánea difiere de la transmisión evocada. En febrero, por ejemplo, investigadores de la Universidad de California, Berkeley, demostraron que diferentes sinapsis de la unión neuromuscular (NMJ) de las larvas de Drosophila exhibían un modo de neurotransmisión con más frecuencia que el otro.
Estudiando las larvas de Drosophila, el equipo de McCabes anuló experimentalmente cada forma de transmisión en las sinapsis glutamatérgicas NMJ y observó los efectos. Los investigadores encontraron que la pérdida de minis por sí sola causaba defectos en el desarrollo y la maduración de estas sinapsis, mientras que la eliminación de la neurotransmisión evocada no lo hacía. Y estimular la transmisión en miniatura incluso promovió el crecimiento sináptico normal.
Los investigadores a menudo se han centrado en la formación inicial de sinapsis, dijo McCabe, y para eso, la neurotransmisión en miniatura no parece ser esencial. Pero para el desarrollo posterior de esas sinapsis, entonces se requiere, dijo. Eso es un nuevo descubrimiento.
McCabe y sus colegas investigaron más a fondo cómo los minis influyen en el desarrollo sináptico utilizando mutantes de Drosophila en los que algunos de los receptores de glutamato postsinápticos de moscas estaban inhibidos. Descubrieron que los minis regulan el crecimiento de las terminales sinápticas locales mediante la activación de una vía de señalización involucrada en el desarrollo neuronal presináptico.
Estos experimentos disocian maravillosamente el papel de los minis y la transmisión evocada en la maduración del desarrollo de la Dropsophila NMJ, escribió Sutton en un correo electrónico a The Scientist. Los autores demuestran muy elegantemente que no es la cantidad de actividad en las sinapsis lo que controla la maduración, sino que es la naturaleza de la actividad (eventos evocados versus eventos en miniatura) lo que es importante.
El equipo de McCabes ahora está trabajando para comprender mejor cómo los pequeños eventos espontáneos podrían tener efectos tan profundos en el desarrollo sináptico. Los investigadores también están investigando los efectos de los minis en el cerebro de moscas adultas. Además, cómo funcionan exactamente los minis sigue siendo una pregunta abierta.
Tal vez los minis son una capa separada de comunicación que podría permitir que las sinapsis permanezcan conectadas dentro de la información que fluye entre ellos, dijo McCabe. Si piensas en tu abuela, en quien quizás hace mucho tiempo que no piensas, ese recuerdo sigue ahí, esas neuronas siguen conectadas, dijo. Pero si no está recuperando esa información y usando los circuitos, ¿cómo se mantienen conectadas esas sinapsis? Los minis pueden desempeñar un papel en el mantenimiento de tales conexiones, especuló McCabe.
Este documento se suma a una visión emergente de que los eventos en miniatura y la transmisión evocada tienen roles funcionales únicos en los circuitos neuronales, dijo Sutton a The Scientist. Claramente, la comprensión de los mecanismos moleculares mediante los cuales los eventos en miniatura señalan en las neuronas postsinápticas es un área importante de investigación futura.
BJ Choi et al., La neurotransmisión en miniatura regula la estructura sináptica de Drosophila maduración, Neuron, doi:10.1016/j.neuron.2014.03.012, 2014.
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