Frucht Fliegen-Gewebe kommunizieren in einer Weise einmal gedacht, sein einzigartig Nervensystem

Während praktisch alle Zellen in einem tierischen Körper kommunizieren mit Ihren Nachbarn in die eine oder andere Weise, viele Wissenschaftler sind der Meinung, dass nur die Neurone, die spezialisierte Zellen, aus denen sich viel von Gehirn und Nervensystem, produzieren Strukturen, die es ermöglichen, Signale geliefert werden, die an bestimmten Standorten über weite Entfernungen.

Aber vor zwei Jahrzehnten, UC San Francisco Professor Thomas Kornberg, Ph. D., veröffentlichte ein Wahrzeichen Papier, die umgeworfenen, dass konventionelle Weisheit und gezeigt, dass Neuronen waren nicht einzigartig in dieser Hinsicht. Die meisten glaubten die Wissenschaftler dann, dass die nicht-neuronalen Zellen vermittelt durch die Freisetzung von Molekülen, waft um die extrazelluläre Flüssigkeit, bis Sie wurden von benachbarten Zellen. Aber Kornberg Gruppe herausgefunden Draht-wie Projektionen, die Sie benannt cytonemes, und festgestellt, dass diese Strukturen funktionieren wie die zellulären Bahnen, die genau das liefern molekulare Botschaften zu weit entfernten Zellen.

Nun, in einer Studie, veröffentlicht in 1. März 2019 in der Zeitschrift Science, Kornberg-Labor hat festgestellt, dass eine Chemikalie, die fungiert als ein neurotransmitter im Nervensystem ist auch notwendig für cytonemes zu vermitteln Zell-Zell-Kommunikation zwischen nicht-neuronalen Zellen. Zusätzlich zu zeigen, dass cytoneme Signalisierung beschäftigt den gleichen chemischen Botenstoffe wie Nervenzellen, Kornberg Arbeit beleuchtet die vielen parallelen zwischen cytoneme Signaltransduktion und neuronale Kommunikation, einschließlich der Möglichkeit zum bereitstellen von Signalen an den entsprechenden Ort und Zeit mit einer Genauigkeit einmal geglaubt zu beschränken, die Neuronen.

Cytonemes, Axone Teilen Sich Wichtigsten Strukturellen Merkmale

Neuronen kommunizieren mit weit entfernten Zellen durch die Weiterleitung von Signalen entlang von Axonen—mikroskopischen Fasern, das Projekt aus der Nervenzelle – Körper und erstrecken sich über lange Strecken zu Ihrem Ziel. Wenn diese Projektionen erreichen Ihr Ziel sind, Sie bilden eine Verbindung, bekannt als eine synapse, eine Brücke, die verbindungen eines Neurons auf seinen Gesprächspartner und erleichtert die Bereitstellung von molekularen communiques als Neurotransmitter bekannt.

Diese Besondere form der Zell-zu-Zell-Kommunikation wurde gedacht, nur auf das Nervensystem. Aber Kornberg hat verbrachte die letzten 20 Jahre angehäuft haben Beweise dafür, dass Neuronen sind nicht die einzigen Zellen, die produzieren synapse-forming „Drähte“, die imstande ist, eine molekulare Nachricht an einen bestimmten, Fernen Ort.

„Was wir gesehen haben, ist, dass Garten-Vielzahl von nicht-neuronalen Zellen senden lange Fortsätze und bilden Synapsen, die denen ähneln, die Neuronen machen. Wir nie gedacht, dass Analog reichen würde, um die vielen anderen Merkmale der synaptischen Signaltransduktion“, sagte Kornberg, senior-Autor der neuen Studie und professor an der UCSF Cardiovascular Research Institute.

Aber nach Kornberg neueste Papier, cytonemes nicht nur Aussehen wie Axone, Sie erleichtern den Zell-Zell-Kommunikation über Glutamat, der am häufigsten vorkommende neurotransmitter im Gehirn und Nervensystem zu übermitteln sensorische Informationen, form, Erinnerungen, und vieles mehr.

Cytoneme-Vermittelte Entwicklung Erfordert Gemeinsame Neurotransmitter

Kornberg-Labor bereits gezeigt, dass bei Fruchtfliegen, cytonemes liefern die wichtigen Signale, die direkt Zellen zu verabschieden, die spezielle Charakterzüge und schließlich montieren in Organen. Jetzt, mit Hilfe der molekularen Bildgebung als Erster entwickelt Neurowissenschaftler studieren Kommunikation über neuronale Synapsen, Kornberg – team war in der Lage zu zeigen, dass cytonemes auch bilden Synapsen, die nur liefern diese wichtigen Entwicklungs-Signale bei der Aktivierung von Glutamat.

Wenn die Forscher sahen genauer an cytoneme Synapsen, fanden Sie, dass nicht nur Glutamat, das als Signalmolekül, aber die molekulare komplexe, die verantwortlich für das senden und empfangen des Signals auf den jeweiligen Seiten der cytoneme synapse waren die gleichen wie jene auf der entsprechenden enden der neuronalen synapse.

„Dieses Papier ist der erste Bericht dieser Art der Signalisierung in nicht-neuronalen Zellen. Es bringt zusammen zwei sehr unterschiedliche Felder, Entwicklungsbiologie und Neurowissenschaften, von disproving ein lange akzeptiertes Paradigma und der Festlegung einer gemeinsamen grundlegenden Mechanismus der Signaltransduktion,“ Kornberg sagte.

Die Entdeckung Kann Helfen, die Aufklärung der Evolutionären Ursprünge des Nervensystems

Obwohl Axone untersucht wurden für gut über einem Jahrhundert, cytonemes es geschafft, zu vermeiden Erkennung vollständig, bis Sie beschrieben wurden von Kornberg 1999. Er denkt, dass cytonemes ging nicht so lange, wegen Ihrer kleinen Größe und zerbrechlichkeit. Sie sind eine Größenordnung kleiner als die Axone, und Sie neigen dazu, auseinander zu fallen, wenn ausgesetzt zu traditionellen Methoden der Vorbereitung der Zellen für das imaging-Mikroskop.

Kornberg ist auch der Meinung, dass cytonemes wahrscheinlich den evolutionären Vorgänger des axon. In Ihrem Papier, Kornberg – team stellt fest, dass einige primitive Tiere, die fehlende Axone und Neuronen haben die Gene erforderlich für cytoneme-vermittelten Signaltransduktion.