Минута из жизни нейрона

Американские ученые разработали новую методику, при помощи которой им удалось подсмотреть внутреннюю жизнь нейронов и открыть новые аспекты белкового транспорта в них. Результаты работы группы исследователей, проделанной под руководством Дона Арнольда (Don Arnold) из Университета Южной Калифорнии (University of Southern California), опубликованы в журнале Cell Reports.

Нейрон представляет собой сложную клетку, состоящую из тела, содержащего ядро и основные клеточные органеллы, и отростков, которые делятся на два типа  — аксоны и дендриты. Аксон обычно представляет собой длинный отросток, который проводит возбуждающие клетку сигналы, а также передает информацию от нейрона к исполнительным органам. Дендриты же, напротив, описаны как короткие и сильно разветвленные отростки, которые участвуют в образовании синапсов — мест контакта между двумя нейронами.

"На протяжении нескольких десятилетий было известно, что белки доставляются в определенный компартмент (участок клетки, окруженный оболочкой из билипидного слоя). Несмотря на это, мы не могли понять, каким образом они транспортируются в нужное место", - рассказал в интервью онлайн-изданию Medical Xpress один из соавторов работы Сармад Аль-Бассам (Sarmad Al-Bassam).

Чтобы пролить свет на эту сторону жизни нейронов, авторы работы создали новую методику визуализации, основным компонентом которой является полученный из медузы флуоресцентный белок GFP (green fluorescent protein). Под воздействием синего света он издает зеленое свечение. 

Для того, чтобы отследить движение белков к различным компартментам, исследователи использовали один из транспортных путей клетки — небольшие органоиды, которые запасают, а затем переносят различные вещества (транспортные везикулы). При помощи специально разработанного соединения везикулы одновременно высвобождали множество молекул GFP, таким образом подсвечивая всю клетку. 

Эксперимент дал поразительные результаты. Оказалось, что везикулы, транспортирующие белки для дендритов, могут попадать внутрь отростков любого типа. Тем не менее, после входа в аксон такие везикулы не продвигались дальше первого сегмента - они попросту останавливались или разворачивались, меняя направление движения. Везикулы же, транспортирующие "аксонные" или неспецифические протеины, напротив, редко поступали таким образом. Из этого ученые сделали вывод, что первый сегмент аксона является своеобразным фильтром для переносящих белки органоидов.