Új kiadványok
Felfedezték a giliszták mozgását irányító fő neuront, ami fontos az emberi kezelés szempontjából
Utolsó ellenőrzés: 02.07.2025
Minden iLive-tartalmat orvosi szempontból felülvizsgáltak vagy tényszerűen ellenőriznek, hogy a lehető legtöbb tényszerű pontosságot biztosítsák.
Szigorú beszerzési iránymutatásunk van, és csak a jó hírű média oldalakhoz, az akadémiai kutatóintézetekhez és, ha lehetséges, orvosilag felülvizsgált tanulmányokhoz kapcsolódik. Ne feledje, hogy a zárójelben ([1], [2] stb.) Szereplő számok ezekre a tanulmányokra kattintható linkek.
Ha úgy érzi, hogy a tartalom bármely pontatlan, elavult vagy más módon megkérdőjelezhető, jelölje ki, és nyomja meg a Ctrl + Enter billentyűt.
A Sinai Health és a Torontói Egyetem kutatói felfedeztek egy mechanizmust az apró kerekféreg, a C. elegans idegrendszerében, amely jelentős következményekkel járhat az emberi betegségek kezelésében és a robotika fejlesztésében.
A Mei Zhen és a Lunenfeld-Tanenbaum Kutatóintézet kollégái által vezetett tanulmány a Science Advances folyóiratban jelent meg, és feltárja egy specifikus neuron, az AVA kulcsszerepét a féreg előre és hátra mozgás közötti váltás szabályozásában.
A férgek számára elengedhetetlen, hogy táplálékforrások felé kúszva gyorsan elmeneküljenek a veszély elől. Ez a viselkedés, ahol a két tevékenység kölcsönösen kizárja egymást, jellemző sok állatra, beleértve az embert is, akik nem tudnak egyszerre ülni és futni.
A tudósok régóta úgy vélik, hogy a férgek mozgásszabályozása két neuron, az AVA és az AVB egyszerű kölcsönhatásán keresztül valósul meg. Az előbbit a hátrafelé, az utóbbit az előre irányuló mozgás elősegítésére gondolták, amelyek mindegyike gátolja a másikat a mozgás irányának szabályozása érdekében.
Zhen csapatának új adatai azonban megkérdőjelezik ezt a nézetet, feltárva egy összetettebb interakciót, amelyben az AVA neuron kettős szerepet játszik. Nemcsak azonnal megállítja az előre irányuló mozgást az AVB elnyomásával, hanem fenntartja az AVB hosszú távú stimulációját is, hogy biztosítsa a zökkenőmentes átmenetet az előre irányuló mozgásba.
Ez a felfedezés rávilágít az AVA neuron azon képességére, hogy különböző mechanizmusokon keresztül finoman szabályozza a mozgást, különböző jelektől és különböző időskálákon függően.
„Mérnöki szempontból ez egy nagyon gazdaságos konstrukció” – mondja Zheng, a Torontói Egyetem Temerty Orvostudományi Karának molekuláris genetika professzora. „A visszacsatolási hurok erős, tartós gátlása lehetővé teszi az állat számára, hogy reagáljon a kedvezőtlen körülményekre és elmeneküljön. Ugyanakkor a kontroll neuron folyamatosan pumpál gázt az előremenő hurokba, hogy biztonságos helyekre tudjon menekülni.”
Jun Meng, Zheng laboratóriumának korábbi doktorandusz hallgatója, aki a tanulmányt vezette, elmondta, hogy annak megértése, hogyan váltanak át az állatok az ilyen ellentétes motoros állapotok között, kulcsfontosságú az állatok mozgásának megértéséhez, valamint a neurológiai rendellenességek kutatásához.
Az AVA neuron domináns szerepének felfedezése új ismereteket kínál az idegi áramkörökről, amelyeket a tudósok a modern genetika több mint fél évszázaddal ezelőtti megjelenése óta tanulmányoznak. Zheng laboratóriuma sikeresen alkalmazott csúcstechnológiát az egyes neuronok aktivitásának pontos modulálására és az élő, mozgásban lévő férgek adatainak rögzítésére.
Zhen, aki egyben a Torontói Egyetem Bölcsészettudományi Karának sejt- és rendszerbiológia professzora is, hangsúlyozza az interdiszciplináris együttműködés fontosságát ebben a tanulmányban. Meng végezte a kulcsfontosságú kísérleteket, az idegsejtek elektromos felvételeit pedig Bin Yu, PhD-hallgató készítette a kínai Huazhong Tudományos és Technológiai Egyetem Shangbang Gao laboratóriumából.
Tosif Ahmed, Zheng laboratóriumának korábbi posztdoktori ösztöndíjasa, jelenleg pedig a HHMI Janelia Research Campusának elméleti ösztöndíjasa az Egyesült Államokban, vezette a matematikai modellezést, amely fontos volt a hipotézisek teszteléséhez és az új ismeretek megszerzéséhez.
Az AVA és az AVB eltérő membránpotenciál-tartományokkal és dinamikával rendelkezik. Forrás: Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adk0002
A tanulmány eredményei egy egyszerűsített modellt kínálnak annak vizsgálatára, hogy az idegsejtek hogyan tudnak több szerepet betölteni a mozgásszabályozásban – ez a koncepció emberi neurológiai állapotokra is alkalmazható.
Például az AVA kettős szerepe az elektromos potenciáljától függ, amelyet a felszínén található ioncsatornák szabályoznak. Zheng már vizsgálja, hogy hasonló mechanizmusok hogyan játszhatnak szerepet egy ritka, CLIFAHDD-szindróma néven ismert állapotban, amelyet hasonló ioncsatornák mutációi okoznak. Az új eredmények a komplex mozgások végrehajtására képes adaptívabb és hatékonyabb robotikai rendszerek tervezéséhez is hozzájárulhatnak.
„A modern tudomány kezdeteitől a mai élvonalbeli kutatásokig a C. elegans-hoz hasonló modellorganizmusok fontos szerepet játszottak biológiai rendszereink összetettségének feltárásában” – mondta Anne-Claude Gingras, a Lunenfeld-Tanenbaum Kutatóintézet igazgatója és a Sinai Health kutatási alelnöke. „Ez a tanulmány nagyszerű példa arra, hogyan tanulhatunk az egyszerű állatoktól, és hogyan alkalmazhatjuk ezt a tudást az orvostudomány és a technológia fejlesztésére.”