Arriba: Ves\u00edculas redondas que transportan glutamato buscan acoplarse a la membrana celular uni\u00e9ndose a las prote\u00ednas SNARE (azul y amarillo). En las neuronas t\u00f3nicas (izquierda), tomosyn (marr\u00f3n y naranja) intercepta las ves\u00edculas y las une en su lugar, evitando que se acoplen a la membrana, lo cual es necesario para la liberaci\u00f3n de glutamato a trav\u00e9s de una sinapsis. Cr\u00e9dito: Littleton Lab\/MIT PIcower Institute <\/p>\n
La versatilidad del sistema nervioso proviene no solo de la diversidad de formas en que las neuronas se comunican en los circuitos, sino tambi\u00e9n de su \u00abplasticidad\u00bb o capacidad de cambiar esas conexiones cuando se necesita nueva informaci\u00f3n. ser recordado, cuando sus socios de circuito cambian, o surgen otras condiciones. Un nuevo estudio realizado por neurocient\u00edficos del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT muestra c\u00f3mo una sola prote\u00edna situada en la primera l\u00ednea de las conexiones neuronales, o sinapsis, puede cambiar profundamente la forma en que algunas neuronas se comunican e implementan la plasticidad. <\/p>\n
El equipo encontr\u00f3 que la expresi\u00f3n de la prote\u00edna tomosyn es un factor determinante importante en si las neuronas \u00abpresin\u00e1pticas\u00bb que env\u00edan se\u00f1ales para controlar la contracci\u00f3n muscular ser\u00e1n \u00abf\u00e1sicas\u00bb, lo que significa que liberan r\u00e1pidamente una gran cantidad del neurotransmisor glutamato a trav\u00e9s de las sinapsis para impulsar\u00e1n la comunicaci\u00f3n, o ser\u00e1n \u00abt\u00f3nicos\u00bb, lo que significa que repartir\u00e1n glutamato en dosis medidas, manteniendo algo en reserva. Debido a que las neuronas t\u00f3nicas tienen esas reservas, el estudio muestra que pueden aumentar la liberaci\u00f3n de glutamato cuando los receptores a trav\u00e9s de la sinapsis comienzan a fallar, una plasticidad conocida como potenciaci\u00f3n homeost\u00e1tica presin\u00e1ptica (PHP). Las neuronas f\u00e1sicas, con poca o ninguna reserva mediada por tomosyn, no pueden responder de manera similar.<\/p>\n
\u00abSi rompe la sinapsis en el lado postsin\u00e1ptico, la neurona presin\u00e1ptica lo reconocer\u00e1 y generar\u00e1 m\u00e1s salida para mantener la respuesta sin\u00e1ptica general\u00bb. lo mismo. Este tipo cr\u00edtico de plasticidad adaptativa requiere tomosyn \u00ab, dijo Troy Littleton, autor principal del nuevo estudio en eLife y Menicon Profesor de Neurociencia en el Instituto Picower y los Departamentos de Biolog\u00eda y Ciencias del Cerebro y Cognitivas del MIT. \u00abLa diversidad en la capacidad de diferentes neuronas para expresar esta forma de plasticidad depende de si normalmente expresan la prote\u00edna o no\u00bb.<\/p>\n
Comprender el papel de Tomosyn en las neuronas es importante no solo para definir el funcionamiento fundamental de las sinapsis y mecanismos de plasticidad, un objetivo a largo plazo del laboratorio de Littleton, pero tambi\u00e9n porque, al igual que las moscas, los humanos fabrican prote\u00ednas tomosina y tienen clases de neuronas t\u00f3nicas y f\u00e1sicas.<\/p>\n
Una distracci\u00f3n se\u00f1uelo<\/p>\n
Antes de que estudio, se sab\u00eda que tomosyn se involucraba en la maquinaria molecular \u00abSNARE\u00bb de las neuronas presin\u00e1pticas. Las prote\u00ednas SNARE acoplan paquetes, o ves\u00edculas, de neurotransmisores como el glutamato en la membrana de las neuronas para que puedan liberarse a trav\u00e9s de la sinapsis. Tambi\u00e9n se sospechaba que Tomosyn era un objetivo de una enzima considerada importante para el aprendizaje, la memoria y la plasticidad, dijo Littleton.<\/p>\n
El exestudiante de posgrado Chad Sauvola dirigi\u00f3 el nuevo estudio en el laboratorio de Littleton para determinar exactamente qu\u00e9 hace tomosyn. Retom\u00f3 el trabajo iniciado por la coautora Nicole Aponte-Santiago, una exestudiante de posgrado que hab\u00eda realizado (pero a\u00fan no probado) mutaciones del gen tomosyn en su investigaci\u00f3n sobre la plasticidad de las neuronas t\u00f3nicas y f\u00e1sicas.<\/p>\n
Cuando Sauvola comenz\u00f3 a registrar la transmisi\u00f3n sin\u00e1ptica de las neuronas con las mutaciones tomosyn, que fueron dise\u00f1adas para desactivar la prote\u00edna, vio que las sinapsis participaban en mucha m\u00e1s transmisi\u00f3n de glutamato, y los m\u00fasculos ten\u00edan respuestas mucho m\u00e1s grandes de lo normal. La p\u00e9rdida de tomosyn normal aparentemente quit\u00f3 los frenos de la liberaci\u00f3n de glutamato. En particular, pudo reparar los efectos de la mutaci\u00f3n intercambiando la prote\u00edna tomosyn humana, lo que sugiere la conservaci\u00f3n de la propiedad de la prote\u00edna en todas las especies.<\/p>\n
Para saber c\u00f3mo funciona la tomosyn, Sauvola estudi\u00f3 su estructura y descubri\u00f3 que la prote\u00edna imped\u00eda la comunicaci\u00f3n sin\u00e1ptica. las ves\u00edculas se acoplen a la membrana actuando como se\u00f1uelo para secuestrar prote\u00ednas SNARE en la membrana plasm\u00e1tica. \u00c9l confirm\u00f3 esto en microscop\u00eda electr\u00f3nica de neuronas, con sinapsis que carecen de tomosyn mostrando un 50 por ciento m\u00e1s de ves\u00edculas en la membrana que aquellas con tomosyn presente. Tambi\u00e9n estimul\u00f3 deliberadamente las sinapsis para estimular la liberaci\u00f3n de glutamato y descubri\u00f3 que, mientras que la tomosina normal normalmente controlaba la actividad en los animales de tipo salvaje, los mutantes no pod\u00edan frenar adecuadamente la cantidad de transmisi\u00f3n sin\u00e1ptica.<\/p>\n
Una gran diferencia<\/p>\n
Dada la diferencia en el comportamiento de liberaci\u00f3n de glutamato entre las neuronas t\u00f3nicas y f\u00e1sicas, Sauvola decidi\u00f3 examinar los niveles de tomosyn en esos tipos de c\u00e9lulas. Las neuronas t\u00f3nicas m\u00e1s d\u00e9biles resultaron tener m\u00e1s del doble de tomosyn que las neuronas f\u00e1sicas m\u00e1s fuertes, lo que sugiere que los niveles de tomosyn podr\u00edan explicar la diferencia en el estilo de liberaci\u00f3n de glutamato.<\/p>\n
Para determinar si tomosyn tuvo un papel tan fundamental , Sauvola hizo m\u00e1s experimentos de estimulaci\u00f3n en los dos tipos neuronales. Despu\u00e9s de la estimulaci\u00f3n en animales normales, las neuronas f\u00e1sicas emitieron mucho m\u00e1s glutamato que las neuronas t\u00f3nicas, como se esperaba. Sin embargo, en los mutantes de tomosyn, las dos clases neuronales se comportaron de manera similar, con neuronas t\u00f3nicas que se liberan de manera m\u00e1s similar a sus contrapartes neuronales f\u00e1sicas.<\/p>\n
Permitiendo la plasticidad<\/p>\n
Si tomosyn estaba frenando la liberaci\u00f3n de ves\u00edculas de glutamato espec\u00edficamente en las neuronas t\u00f3nicas, entonces eso podr\u00eda explicar por qu\u00e9 solo las neuronas t\u00f3nicas pueden exhibir plasticidad PHP. Efectivamente, cuando Sauvola interrumpi\u00f3 los receptores de glutamato en las c\u00e9lulas musculares para inducir la respuesta de PHP, descubri\u00f3 que las neuronas t\u00f3nicas que carec\u00edan de tomosyn, al igual que las neuronas f\u00e1sicas de control, no pod\u00edan desencadenar esta forma de plasticidad. Pero cuando observ\u00f3 la respuesta en las neuronas t\u00f3nicas normales, descubri\u00f3 que, sinapsis por sinapsis, hab\u00eda un aumento importante en la liberaci\u00f3n de glutamato, incluso las sinapsis que mostraban muy poca propensi\u00f3n de antemano parec\u00edan ganar una capacidad sustancial para liberar se\u00f1ales sin\u00e1pticas.<\/p>\n
\u00bb Ese es realmente un descubrimiento asombroso que no hab\u00eda anticipado\u00bb, dijo Littleton. \u00abEs muy sorprendente ver que estas sinapsis d\u00e9biles podr\u00edan actuar mucho m\u00e1s maduras en una escala de tiempo muy r\u00e1pida\u00bb.<\/p>\n
Uno de los pr\u00f3ximos pasos para el laboratorio ser\u00e1 descubrir qu\u00e9 interacci\u00f3n molecular hace que tomosyn disminuya. los frenos cuando se necesita PHP, dijo Littleton. Otra direcci\u00f3n futura ser\u00e1 observar otros tipos de neuronas, especialmente en el cerebro, para ver c\u00f3mo var\u00edan los niveles de tomosyn y c\u00f3mo eso afecta su producci\u00f3n sin\u00e1ptica.<\/p>\n
Pero los nuevos resultados muestran definitivamente que la capacidad de tomosyn para prevenir SNARE la uni\u00f3n de las ves\u00edculas y la liberaci\u00f3n de glutamato resultante hace una diferencia dram\u00e1tica en el estilo de comunicaci\u00f3n neural entre las neuronas t\u00f3nicas y f\u00e1sicas.<\/p>\n
Adem\u00e1s de Sauvola, Littleton y Aponte-Santiago, los otros autores del art\u00edculo son Yulia Akbergenova y Karen Cunningham. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Las neuronas muestran estilos distintos cuando interact\u00faan con el mismo compa\u00f1ero muscular M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> El se\u00f1uelo SNARE Tomosyn establece propiedades de liberaci\u00f3n t\u00f3nica versus f\u00e1sica y es necesario para la plasticidad sin\u00e1ptica homeost\u00e1tica, eLife , DOI: 10.7554\/eLife.72841 , elifesciences.org\/articles\/72841 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> eLife <\/p>\n Proporcionado por el Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts Cita<\/strong>: El estudio revela que una prote\u00edna contribuci\u00f3n clave a la heterogeneidad de las neuronas (29 de noviembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2021-11-reveals-protein-key-contribution-heterogeneity.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Arriba: Ves\u00edculas redondas que transportan glutamato buscan acoplarse a la membrana celular uni\u00e9ndose a las prote\u00ednas SNARE (azul y amarillo). En las neuronas t\u00f3nicas (izquierda), tomosyn (marr\u00f3n y naranja) intercepta las ves\u00edculas y las une en su lugar, evitando que se acoplen a la membrana, lo cual es necesario para la liberaci\u00f3n de glutamato a … Continuar leyendo \u00abEstudio revela la contribuci\u00f3n clave de una prote\u00edna a la heterogeneidad de las neuronas\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-1704","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1704","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1704"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1704\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1704"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1704"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1704"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}