Wissenschaftler nehmen neue Bilder von Bewegungen in Nerven auf

Wissenschaftler nehmen neue Bilder von Bewegungen in Nerven auf
Wissenschaftler nehmen neue Bilder von Bewegungen in Nerven auf
Anonim

Kontakt: Andrea Gibson (740) 597-2166, [email protected]; nach dem 29. März, Anthony Brown (740) 593-2330, [email protected]

ATHENS, Ohio – Mit Hilfe eines Mikroskops und einer Digitalkamera hat ein Forscherteam unter der Leitung eines Zellbiologen der Ohio University die ersten Bilder eines Anblicks aufgenommen, der Wissenschaftlern 15 Jahre lang entgangen ist – winzige Proteinfäden Schlüssel zur Gesundheit des Nervensystems entlang der Nervenfasern.

Was sie mit Zeitrafferaufnahmen dokumentiert haben, könnte eines Tages zu einem besseren Verständnis von Nervenfehlfunktionen bei der Lou-Gehrig-Krankheit und anderen ähnlichen neurologischen Erkrankungen führen.

In den letzten zwei Jahrzehnten haben Wissenschaftler darum gekämpft, zu beobachten, wie Proteine, die für das Wachstum und die Aufrechterh altung des Nervensystems entscheidend sind, durch das Nervennetzwerk des Körpers wandern. In der Märzausgabe der Zeitschrift Nature Cell Biology berichten Anthony Brown, außerordentlicher Professor für Zellbiologie an der Ohio University, und seine Kollegen über eine neue Technik, mit der sie die Bewegung mikroskopisch kleiner Proteinfäden, sogenannter Neurofilamente, in Nervenfasern beobachten und fotografieren konnten.

Bei Patienten mit bestimmten neurologischen Störungen, wie der Lou-Gehrig-Krankheit, wurde eine Blockade dieser Neurofilamentbewegung beobachtet, die andere biologische Prozesse blockiert, die für das Überleben des Nervs lebenswichtig sind.

"Wenn wir etwas darüber lernen können, wie sich Neurofilamente in Nerven bewegen, erh alten wir möglicherweise Hinweise darauf, welche möglichen Ereignisse dazu führen könnten, dass sie sich abnormal bewegen oder aufhören, sich zu bewegen", sagt Brown, Hauptforscher der Studie. „Wenn wir das verstehen, könnte es eine gewisse Relevanz für diese Krankheiten haben."

Die Beobachtung der Neurofilamentbewegung durch die Forscher (Filme verfügbar unter http://www.nature.com/ncb//suppl/ncb0300/ncb0300_137/) hat einen seltenen Einblick in den langsamen axonalen Transport, den Prozess, gewährt durch die viele der Proteine ​​im Zytoplasma der Nervenzelle vom Nervenzellkörper entlang der Nervenfasern, auch Axone genannt, wandern. Diese Proteine ​​sind entscheidend für die Entwicklung und Aufrechterh altung von Axonen, verzweigten Fasern, die Informationen vom Nervensystem an andere Bereiche des Körpers weiterleiten.

Die Studie legt nahe, dass sich Neurofilamente in schnellen, aber seltenen Schüben bewegen – mit Geschwindigkeiten von bis zu zweitausendstel Millimetern pro Sekunde. Dieser Befund spricht gegen eine frühere Theorie des langsamen axonalen Transports, die die Hypothese aufstellte, dass sich Neurofilamente und andere transportierte Proteine ​​langsam und stetig fortbewegen. Die langen Pausen zwischen den schnellen Bewegungen, die das Team beobachtete, könnten ein Grund dafür sein, warum Wissenschaftler Schwierigkeiten hatten, den Prozess zu verfolgen, sagt Brown.

"Es war für die Leute im Feld sehr verwirrend, warum es so schwierig war, die Bewegung zu sehen", sagt er. "Unsere Arbeit zeigt zum ersten Mal die Bewegung von Neurofilamenten in kultivierten Nervenzellen. Die Eigenschaften, die wir sehen, sind sehr überraschend und könnten erklären, warum es in der Vergangenheit schwierig war, sie zu sehen."

Um die Bewegung sichtbar zu machen, fusionierte Browns Team die DNA, die für Neurofilament-Protein kodiert, mit der DNA, die für das Protein kodiert, das Quallen grün leuchten lässt. Da die meisten Nervenfasern jedoch über ihre gesamte Länge mit Neurofilamenten gefüllt sind, konnten die Forscher zunächst nur einen langen hellgrünen Streifen sehen. Die Wissenschaftler lösten das Problem, indem sie Nervenzellen mit weniger Neurofilamenten untersuchten, die sichtbare Lücken in der grünen Fluoreszenz aufwiesen. Sie fotografierten digital die Bewegung der Neurofilamente, während sie darauf warteten, dass sie über diese Lücken sprinten.

"Die Lücken sind im Grunde wie kleine Fenster im Zytoplasma des Axons", sagt Brown. "Sie ermöglichen es uns, Bewegungen zu sehen, die wir normalerweise nicht sehen könnten. Das war wirklich der Schlüssel."

Jetzt, da die Forscher Neurofilamente beim Transit beobachtet haben, wird Browns Labor mit der Untersuchung beginnen, wie sich die Proteine ​​bewegen. "Onl ns.

Beliebtes Thema