Ключевая молекула предотвращает проблемы со зрением и поведением у мышей

Верхнее двухолмие — это центр интеграции мультисенсорной информации и контроля движений, расположенный в глубине среднего мозга позвоночных. У грызунов этот регион интегрирует визуальные, слуховые, тактильные и обонятельные сигналы, а затем отправляет команды в моторные центры, координируя движения животного в ответ на окружающую среду.

Хотя верхнее двухолмие занимает небольшой объём мозга мыши, это мощный процессор благодаря своей слоистой структуре, которая организует и уточняет паттерны сигналов.

Исследователи под руководством Майкла Фокса из Института биомедицинских исследований Фралина при VTC обнаружили ключевое звено в том, как формируются слои этого центра для декодирования визуальных сигналов от глаза и регуляции ключевых инстинктов выживания у мышей. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Science.

Во время раннего развития мозга, за недели до того, как мышь впервые откроет глаза, нейроны сетчатки протягивают длинные аксоны, формируя зрительный нерв. Эти растущие клетки образуют тысячи точных соединений в определённых областях мозга, включая верхнее двухолмие.

Команда Фокса изучила, как конкретный подтип клеток сетчатки — ипсилатеральные ганглиозные клетки — находит путь к верхнему двухолмию в процессе развития.

Используя вирус для отслеживания связей, исследователи идентифицировали два белка, сопровождающих формирование этой нейронной цепи. Один белок, выделяемый возбуждающим нейроном в верхнем двухолмии, привлекает аксон клетки сетчатки, как молекулярный маяк. Когда мигрирующая клетка достигает нужного места, этот белок стыкуется с идеально подходящим рецептором на её мембране, сигнализируя о прибытии в пункт назначения.

Если этого белка-маяка — нефронектина — нет, визуальный слой верхнего двухолмия формируется неправильно, и у мышей возникают проблемы с охотой на добычу.

Хотя верхнее двухолмие мыши изучается более 60 лет, это исследование раскрывает конкретный молекулярный механизм, направляющий формирование его точных связей. У людей этот регион занимает меньший относительный объём и, как полагают, участвует в стабилизации изображения движущегося мира за счёт контроля движений головы, шеи и глаз.

Понимание этой ключевой фазы развития может в будущем помочь в поиске способов регенерации повреждённых волокон зрительного нерва.