Автор: Алдиярбек Нурлан
Редактор: Ахметова Айгерим
«Дендритное разветвление нейронов - одна из увлекательных особенностей, которая привела к увеличению сложности взаимодействий между нейронами. Однако более сложная дендритная ветвь также увеличивает сложность логистической задачи по доставке белков в каждую часть нейрона», - говорят исследователи.
Нейроны распределяют тысячи различных видов белков, необходимых для поддержания синаптической функции и пластичности их дендритных ветвей. Однако большинство белков синтезируется за сотни микрон от дистальных синапсов, в соме (ее клеточном теле). Как белки достигают дистальных участков? «В этом исследовании мы сосредоточились на пассивном транспорте белка, который соответствует свободной диффузии. В отличие от активного транспорта через молекулярные двигатели, диффузия является энергетически дешевой. Однако есть обратная сторона: пассивный транспорт медленный и ненаправленный», - объясняют исследователи.
Что происходит, когда белки встречаются с точками ветвления дендритов? Точки разветвления подобны перекрестку для движения транспорта: одни белки повернут направо, другие повернут налево. Перекрестки для автомобилей могут быть узкими местами дорожного движения. Точно так же, чем больше белков точек ветвления встречается на своем пути, тем ниже общее количество белков ниже по течению. В результате нейрону необходимо производить больше белков, чтобы поддерживать минимальное количество белка в дистальных синапсах.
У каждого белка есть типичное расстояние, которое он может преодолеть при диффузии, это его длина диффузии. Чем выше это значение, тем больше белков достигнет дистальных дендритов. Если дендритная ветвь имеет большой радиус, она может нести больше белков. Комбинация двух факторов, ширины (или «радиуса») дендритов и того, насколько далеко могут перемещаться белки, определяет количество белков, которые нейрон должен производить для обеспечения всех синапсов. Исследователи обнаружили, что за счет оптимизации дендритных радиусов нейрон может снизить общее количество белка и, следовательно, стоимость синтеза белка на несколько порядков.
«Наши результаты показывают, что морфология дендритов нейронов играет ключевую роль в формировании функции нейронов и отражает стратегии оптимизации и ограничения, налагаемые трафиком белков», - заключают исследователи.
Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2020/11/201123101012.htm
