Нейральные стволовые клетки — это также и «шоссе» для РНК

Учёные из Университета Дьюка впервые увидели молекулы, перемещающиеся вдоль своеобразного «шоссе», проходящего по всей длине нейральных стволовых клеток, которые критически важны для развития новых нейронов.

Это новое наблюдение дало интригующую подсказку: белок, дефицитный при синдроме ломкой X-хромосомы (расстройстве, связанном с аутизмом и вызывающем умственную отсталость), отвечает за перемещение по крайней мере части этого молекулярного груза вверх и вниз по стволовым клеткам. Результаты опубликованы 1 декабря онлайн в журнале Current Biology.

Нейральные стволовые клетки находятся глубоко в мозге и проецируют длинные тонкие отростки наружу. Концы этих клеток, называемые «конечными ножками», достигают самого верхнего слоя мозга и предотвращают дальнейшую миграцию нейронов, которые поднимаются по этим тонким тяжам.

По сравнению с основным телом клетки, эти удалённые конечные ножки находятся в совершенно другой среде мозга. Их окружение может влиять на то, станет ли нейральная стволовая клетка другой стволовой клеткой или нейроном. Это решение влияет на то, сколько нейронов может сгенерировать мозг.

Постдокторант Луи-Жан Пила впервые смог увидеть, как мРНК движутся по отростку нейральной стволовой клетки, кадр за кадром. Результаты предполагают, что нейральные стволовые клетки являются «шоссе» для молекулярного транспорта, перенося не только мРНК, но и многие другие типы белков.

Когда мРНК достигает конечных ножек, она транслируется в белок другим клеточным механизмом. Группа Дебры Сильвер смогла чётко показать это с помощью нового теста, который позволил изолировать конечные ножки от остальной части клетки.

Команда знала, что мРНК доставляется к конечным ножкам контролируемым образом, а не просто диффундирует, но не знала, какие другие молекулы могут контролировать эти шаги. Они исследовали несколько молекул, влияющих на динамику РНК, и с удивлением обнаружили, что белок синдрома ломкой X-хромосомы FMRP связывает и переносит мРНК.

Группа обнаружила 115 различных мРНК, с которыми связывается FMRP: около 30% из них связаны с заболеваниями мозга, и около половины из них обогащены при аутизме. Они выбрали одну из этих мРНК и показали на мышиной модели синдрома ломкой X-хромосомы, что для прибытия мРНК к конечным ножкам нейральной стволовой клетки необходим FMRP.

Группа проводит дальнейшие исследования, чтобы понять, как контролируется производство белка в конечных ножках и меняется ли оно в процессе развития. Учёные также работают над изучением различных функций FMRP, чтобы оценить их влияние на развитие мозга.