El papel de ciertos grupos de proteínas que se encuentran en la superficie de las células cerebrales en hipocampo La parte del cerebro que juega un papel clave en el aprendizaje y la memoria ha desconcertado a los científicos durante décadas. Pero este misterio biológico en particular puede que finalmente se haya resuelto.
Él era Ya es sabido La alteración de estos grupos puede provocar graves trastornos neurológicos, pero no está claro por qué. Un nuevo estudio informa que los clústeres son «puntos calientes» para la señalización del calcio y son vitales en la activación de la expresión génica.
Las proteínas de los puntos calientes parecen inusualmente grandes canales iónicosPuertas que permiten que los átomos cargados entren en la celda. Los intercambios de estos iones son una de las principales formas en que las células, como las neuronas, se comunican entre sí, pasando una señal como el tacto o patrones de pensamiento de un grupo de células a otro para que podamos procesarla conscientemente.
«Conocemos la función de otros tipos de grupos de canales iónicos, por ejemplo, los de las sinapsis, desde hace mucho tiempo». El fisiólogo James Trimmer dice: de la Universidad de California, Davis.
«Sin embargo, no se ha sabido que estas estructuras mucho más grandes desempeñen en el cuerpo celular en la fisiología neuronal».
Trimer y sus colegas ya han descubierto múltiples canales a través de estos grupos de proteínas, algunos de los cuales solo permiten que los iones de potasio pasen a través de la membrana celular, mientras que otros son solo para los iones de calcio.
Mediante experimentos con neuronas de roedores, el equipo desacopló los canales de potasio y calcio, que contienen fragmentos de proteínas que se unen. Inundaron las neuronas con fragmentos de canales de potasio retenidos por canales de calcio antes de que cayeran de los conjuntos de membranas celulares.
Se ha demostrado que esto rompe el vínculo entre la señalización de neuronas eléctricas y la expresión génica, un proceso crítico en un cerebro que funciona correctamente llamado acoplamiento transcripción-excitación.
«Hay muchos canales de calcio diferentes, pero el tipo específico de canales de calcio que se encuentran en estos grupos es necesario para convertir los cambios en la actividad eléctrica en cambios en la expresión génica». Trimmer dice.
«Descubrimos que si interfiere con las proteínas de señalización de calcio que se encuentran en estos grupos inusuales, esencialmente elimina el acoplamiento transcripcional excitador, que es fundamental para el aprendizaje, la memoria y otras formas de plasticidad neuronal».
La señalización de calcio ha sido bien estudiada en dendritas, que son las partes extendidas de las neuronas que transmiten mensajes entre las células, pero hasta ahora no había mucha investigación sobre cómo funciona la señalización del calcio dentro del cuerpo neuronal real.
Como explican los investigadores, estas poblaciones neuronales están «altamente conservadas», lo que significa que se han mantenido relativamente sin cambios debido a los procesos evolutivos. Esto indica su importancia en invertebrados y vertebrados, incluidos los humanos. Se pueden instalar hasta 100 grupos en una celda.
Los científicos están constantemente haciendo nuevos descubrimientos sobre cómo funciona el cerebro, y cada información adicional sobre estos órganos más complejos y sofisticados puede ayudar a solucionar problemas en su funcionamiento, o evitar que sucedan en primer lugar.
«Todavía estamos comenzando a comprender la importancia de estas señales, pero estos nuevos hallazgos pueden proporcionar información que podría informar nuevas investigaciones sobre su papel en la función cerebral y, en última instancia, en el desarrollo de nuevas clases de terapias». Trimmer dice.
La búsqueda fue publicada en PNAS.