Health

Wetenschappers ontdekken een enzym dat kan voorkomen dat hersenactiviteit uit de hand loopt

Onze hersenen worden overspoeld met verschillende onbezongen chemische helden, die ervoor zorgen dat de elektrische signalen die overal naartoe reizen niet uit de hand lopen.

Een nieuwe muisstudie heeft nu de functie van een paar essentiële eiwitten in het handhaven van dit evenwicht gedetailleerd – het zou ons kunnen helpen een reeks neurologische aandoeningen beter te begrijpen, van epilepsie tot schizofrenie.

De twee eiwitten – Rab3-interagerend molecuul 1 (RIM1) en een enzym genaamd serine-arginine-eiwitkinase 2 (SRPK2) – werken samen om de overdracht van informatie over ruimten tussen zenuwen, synapsen genaamd, te veranderen.

Zonder hun effectieve controle van neurale activiteit zouden berichten verloren kunnen gaan vanwege onvoldoende signaal of belangrijke knooppunten overspoelen, belangrijke netwerken overweldigen en belangrijke signalen begraven in een kakofonie van ruis.

Met behulp van speciaal geprepareerde laboratoriummuisneuronen hebben Duitse en Australische onderzoekers nu in detail de precieze chemische interactie tussen de twee eiwitten beschreven, wat ons niet alleen helpt om de typische hersenfunctie beter te begrijpen, maar op een dag therapeutische doelen zou kunnen bieden voor de omstandigheden waarin dit proces plaatsvindt. plaats. zijwaarts.

Synapsen kunnen worden gezien als transportterminals die de forensen van uw hersenen verbinden met verschillende afdelingen. Sommige diensten vertrekken zodra een handvol passagiers arriveert; anderen wachten om te worden geraakt door een golf van forensen.

Zoals elk efficiënt openbaar vervoersysteem heeft deze reizigersstroom begeleiding nodig over wanneer te wachten en wanneer ze moeten instappen. Dit is waar RIM1 binnenkomt.

In plaats van pendelaars die bij het station wachten, hebben neuronen kleine belletjes gevuld met zenders op de rand van de release bij de synaps, klaar om zich te verspreiden zodra een geschikt signaal arriveert.

“De hoeveelheid neurotransmitter die door de presynaps wordt afgegeven en de mate waarin de postsynapse erop reageert, wordt echter strak gereguleerd in de hersenen”, legt neuroloog Schoch McGovern van het Universitair Ziekenhuis in Bonn, Duitsland, uit.

Veel van wat we weten over deze regulering is gebaseerd op relatief eenvoudige organismen. Door bijvoorbeeld de larven van fruitvliegjes te bestuderen, merkten de onderzoekers de activiteit van RIM1 op.

Het is waarschijnlijk dat complexere dieren verschillende mechanismen zullen hebben die hun eigen hersenen helpen verfijnen. De onderzoekers analyseerden daarom de mechanismen van het eiwit dat uit de muizenhersenen wordt gehaald om te zien hoe het werkte.

Ze ontdekten dat het SRPK2-enzym RIM1 modificeert door moleculen met fosfaatgroepen toe te voegen aan specifieke bindingen in de aminozuurstructuur, waardoor het aantal neurotransmitterbellen dat vrijkomt in de synaps toeneemt of afneemt.

“Welk effect optreedt, hangt af van het gefosforyleerde aminozuur”, zegt Johannes Alexander Müller, neurofysioloog in het Universitair Ziekenhuis Bonn.

Wat er met de gefosforyleerde RIM1-eiwitten gebeurt nadat ze hun werk hebben gedaan, is onduidelijk, waardoor er ruimte is voor een reeks andere enzymen aan het werk, waardoor het proces verder wordt verfijnd.

Zoals bij elke biologische functie kan het net zo handig zijn om te weten wat er aan de hand is als dingen niet gaan zoals gepland. Er zijn al genetische aanwijzingen dat RIM1 mogelijk betrokken is bij aandoeningen zoals autisme en schizofrenie.

“We willen deze relaties nu verder ophelderen”, zegt McGovern.

“Misschien zullen uit onze langetermijnbevindingen nieuwe therapeutische opties voor deze ziekten voortkomen, hoewel er zeker nog een lange weg te gaan is voordat dat gebeurt.”

Dit onderzoek is gepubliceerd in Cel.

About the author

samoda

Leave a Comment