Крошечные, похожие на волоски «антенны» выступают с поверхности клеток мозга, и теперь ученые представили подробную карту этих проводов по всей коре головного мозга человека. Они надеются, что новая карта послужит руководством для будущих исследований класса заболеваний, вызывающих нарушение работы этих структур.
Волосовидные структуры, называемые ресничками, находятся на поверхности большинства эукариотических клеток, то есть сложных клеток, в которых ДНК находится в ядре. Некоторые реснички могут двигаться; например, реснички в легких коллективно бьются, чтобы очистить дыхательные пути от вредных патогенов. Другие, называемые первичными ресничками, неподвижны и действуют как антенны, чувствуя сигналы из окружающей среды и передавая их в ядро клетки.
В мозге нейроны и связанные с ними клетки-помощники, называемые глия, нуждаются в первичных ресничках для эффективного приема и передачи сигналов. Однако до сих пор мало что было известно о структуре и организации ресничек в мозге, а также о том, как они вписываются в сеть взаимодействий между нейронами в мозге, известную как «коннектома».
В новом исследовании, опубликованном 27 октября в журнале Neuron, ученые построили трехмерную карту первичных ресничек во внешнем слое мозга, или коре, которая является частью головного мозга, самого большого участка мозга. Исследователи надеются, что новая карта, содержащая подробные сведения о 56 000 клеток, поможет в изучении цилиопатий — класса заболеваний, связанных с нарушением функции ресничек.
«Существует ряд когнитивных трудностей, связанных с мутациями в белках, из которых состоят реснички», — сообщил Live Science по электронной почте соавтор исследования Доктор Джефф Лихтман, профессор молекулярной и клеточной биологии Гарвардского университета. «Эти исследования позволяют предположить, что то, с кем контактирует ресничка, может быть важным для ее нормального функционирования и для того, чтобы это функционирование нарушалось при заболеваниях».
Для создания новой карты ученые собрали воедино изображения шести слоев коры головного мозга человека, которые представляли собой «срезы» образца ткани, взятого во время операции по лечению взрослого пациента с эпилепсией. По очереди они рассматривали реснички, исходящие из каждой клетки мозга, и изучали их взаимодействие друг с другом.
Реснички различались по размеру и форме в зависимости от типа клеток, с которыми они взаимодействовали, и слоя коры головного мозга, в котором они располагались. Реснички также являлись ключевым компонентом структуры некоторых синапсов — соединений между нейронами, позволяющих этим клеткам общаться друг с другом, что говорит о том, что реснички прочно вошли в состав коннектома мозга.
Разнообразие ресничек дает «интригующую возможность» предположить, что различные типы ресничек в коре головного мозга могут регулировать активность нейронов уникальными способами, считают авторы.
По словам соавтора исследования Ева Антон, в будущем команда хотела бы глубже изучить, как эти первичные реснички влияют на нейронные цепи в мозге и как эти знания могут быть использованы для лечения неврологических заболеваний, при которых нарушается функция ресничек.edu/cellbiophysio/directory/eva-anton-phd/» data-url=»https://www.med.unc.edu/cellbiophysio/directory/eva-anton-phd/» data-mce-href=»https://www.med.unc.edu/cellbiophysio/directory/eva-anton-phd/»>Ева Антон, профессор клеточной биологии и физиологии в Медицинской школе Университета Северной Каролины, сообщила Live Science по электронной почте.
Вы когда-нибудь задумывались, почемунекоторые люди наращивают мышцы легче, чем другие или почему веснушки появляются на солнце? Присылайте нам свои вопросы о работе человеческого организма наcommunity@livescience.com с темой письма «Health Desk Q», и, возможно, вы увидите ответ на свой вопрос на сайте!
