2023 מְחַבֵּר: Bailey Leapman | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-20 22:47
צור קשר: אנדריאה גיבסון (740) 597-2166, [email protected]; לאחר 29 במרץ, אנתוני בראון (740) 593-2330, [email protected]
ATHENS, אוהיו – בסיוע מיקרוסקופ ומצלמה דיגיטלית, צוות חוקרים בראשות ביולוג תאי מאוניברסיטת אוהיו צילם את התמונות הראשונות של מראה שחמק ממדענים במשך 15 שנה – חוטים זעירים של חלבון המפתח לבריאות מערכת העצבים המתרוצצת לאורך סיבי עצב.
מה שהם תיעדו בצילום זמן-lapse יכול יום אחד להוביל להבנה טובה יותר של תקלה עצבית במחלת לו גריג והפרעות נוירולוגיות דומות אחרות.
במשך שני העשורים האחרונים, מדענים נאבקו לראות כיצד חלבונים קריטיים לצמיחה ולתחזוקה של מערכת העצבים עוברים דרך רשת העצבים של הגוף. בגיליון מרץ של כתב העת Nature Cell Biology, אנתוני בראון, פרופסור חבר לביולוגיה של תאים באוניברסיטת אוהיו, ועמיתיו מדווחים על טכניקה חדשה שאפשרה להם לצפות ולצלם את התנועה של חוטים מיקרוסקופיים של חלבון הנקראים נוירופילמנטים בסיבי עצב.
תקלה של תנועת נוירופילמנטים זו, החוסמת תהליכים ביולוגיים אחרים החיוניים להישרדות העצב, נראתה בחולים עם הפרעות נוירולוגיות מסוימות, כמו מחלת לו גריג.
"אם נוכל ללמוד משהו על הדרך שבה נוירופילמנטים נעים בעצבים, אולי נקבל כמה רמזים לגבי אירועים אפשריים שיכולים לגרום להם לנוע בצורה לא תקינה או להפסיק לנוע", אומר בראון, חוקר ראשי במחקר. "אם נבין את זה, אולי יש לזה רלוונטיות למחלות האלה."
התבוננות של החוקרים בתנועת הנוירופילמנטים (סרטים זמינים בכתובת https://www.nature.com/ncb//suppl/ncb0300/ncb0300_137/) סיפקה הצצה נדירה לתחבורה אקסונלית איטית, התהליך של שרבים מהחלבונים בציטופלזמה של תא העצב נעים מגוף תא העצב לאורך סיבי העצב, הנקראים גם אקסונים. חלבונים אלו חיוניים לפיתוח ולתחזוקה של אקסונים, סיבים דמויי ענפים המעבירים מידע ממערכת העצבים לאזורים אחרים בגוף.
המחקר מצביע על כך שנוירופילמנטים נעים בקפיצות מהירות אך נדירות - בקצבים של עד אלפיות המילימטר לשנייה. ממצא זה סותר תיאוריה קודמת של הובלה אקסונלית איטית, אשר הניחה כי נוירופילמנטים וחלבונים מועברים אחרים נעים בצורה איטית ויציבה. ההפסקות הארוכות בין התנועות המהירות שהצוות צפה בהן עשויות להיות אחת הסיבות לכך שלמדענים היה קשה לעקוב אחר התהליך, אומר בראון.
"זה מאוד תמוה לאנשים בשטח למה היה כל כך קשה לראות את התנועה", הוא אומר. "המאמר שלנו מראה את התנועה של נוירופילמנטים בפעם הראשונה בתאי עצב מתורבתים. המאפיינים שאנו רואים מפתיעים מאוד, והוא עשוי להסביר מדוע היה קשה לראות בעבר."
כדי להפוך את התנועה לגלויה, הצוות של בראון איחד את קידוד ה-DNA לחלבון נוירופילמנטים עם ה-DNA המקודד לחלבון שגורם למדוזות להאיר בירוק. אבל מכיוון שרוב סיבי העצב עמוסים בנוירופילמנטים לכל אורכם, בהתחלה כל מה שהחוקרים יכלו לראות היה רצועה אחת ארוכה בצבע ירוק בוהק. המדענים פתרו את הבעיה על ידי חקר תאי עצב בעלי פחות חוטי עצב, שהראו פערים גלויים בקרינה הירוקה. הם צילמו בצורה דיגיטלית את תנועת ה-neurofilaments על ידי המתנה שהם ירוץ על פני הפערים האלה.
"הפערים הם בעצם כמו חלונות קטנים בציטופלזמה של האקסון", אומר בראון. "הם מאפשרים לנו לראות תנועה שבדרך כלל לא היינו מסוגלים לראות. זה באמת היה המפתח."
עכשיו, כשהחוקרים צפו בנוירופילמנטים במעבר, המעבדה של בראון תתחיל לחקור כיצד החלבונים נעים. "רק ns.
