Cercetătorii au descoperit un receptor unic care accelerează dezvoltarea timpurie a neuronilor
Celulele au receptori pe suprafața lor care se leagă de proteine și alte molecule pentru a iniția sau inhiba anumite comportamente.
De obicei, numărul acestor receptori crește pe măsură ce celula se maturizează, însă o echipă de cercetători a identificat un receptor care influențează comportamentul celular mult mai devreme decât se credea anterior și care pare să ajute la declanșarea procesului de diferențiere celulară pentru a forma neuroni.
Echipa de la Universitatea Hiroshima a publicat rezultatele cercetării pe 20 martie în revista iScience, menționând că receptorul G protein-coupled receptor 3 (GPR3) reprezintă o moleculă unică în această familie de receptori, comportându-se ca un gen de tip imediat-timpuriu care răspunde rapid și induce semnalizare în aval. Alte receptoare G protein-coupled acționează ca gene cu răspuns întârziat, care nu sunt exprimate decât mult mai târziu în procesul de maturare celulară.
Înțelegerea răspunsurilor transcripționale timpurii – modul în care genele sunt exprimate ca răspuns la semnalele din amonte – este esențială, deoarece aceste programe determină dezvoltarea neuronală, formarea sinapselor și plasticitatea, iar dereglementarea acestora este asociată cu tulburări neurologice precum autismul și disfuncțiile cognitive.
Shigeru Tanaka a explicat că receptorul GPR3 ar putea fi considerat un „amplificator de semnal”, ceea ce înseamnă că transformă semnalele inițiale provenite de la alte molecule din amonte într-un program susținut necesar pentru maturarea neuronală. Deoarece GPR3 poate acționa de unul singur, apariția sa timpurie ar putea fi deosebit de importantă pentru a facilita acest proces rapid.
Analizând celulele PC12 de rozătoare, un model științific bine stabilit pentru studiul diferențierii neuronale, echipa a stimulat celulele cu factor de creștere nervoasă, un semnal care indică celulelor să devină neuroni. După 48 de ore, celulele dezvoltă neurite, ramificații imature care ar putea forma eventual rețele neuronale, dacă sunt susținute corespunzător. Echipa a observat că GPR3 s-a activat în termen de 30 de minute de la stimulare.
„A fost surprinzător – că GPR3 este unul dintre foarte puținii receptori G protein-coupled care demonstrează o inducție rapidă asemănătoare genelor de tip imediat-timpuriu în 30 de minute,” a declarat Tanaka. „Aceasta este comparabilă cu genele clasice de tip imediat-timpuriu, dar fără precedent pentru această familie de receptori.”
Echipa de cercetare intenționează să investigheze în continuare cum contribuie GPR3 la funcția sinaptică, formarea circuitelor neuronale și tulburările neurologice.
„Obiectivul nostru final este de a clarifica modul în care programele transcripționale dependente de activitate reglează dezvoltarea creierului și de a identifica noi ținte terapeutice pentru bolile neurodezvoltării și neuropsihice,” a adăugat Tanaka.
