Cercetătorii de la TIFR au descoperit o proteină esențială pentru neuronii senzoriali vomeronazali
Cercetătorii de la Tata Institute of Fundamental Research (TIFR), Hyderabad, au identificat o proteină mamiferiană, Cnpy1 (Canopy1), care este esențială pentru supraviețuirea și funcționarea neuronilor senzoriali vomeronazali la șoareci.
Studiul, publicat în revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), arată că Cnpy1 acționează ca un factor asociat reticulului endoplasmatic, necesar pentru menținerea complexelor receptorilor funcționali în acești neuroni, permițându-le să supraviețuiască într-un mediu cu un stres ER neobișnuit de ridicat.
Lucrarea se concentrează asupra organului vomeronazal (VNO), o structură senzorială specializată aflată în cavitatea nazală a multor animale vertebrate. Acesta detectează feromonii, semnale chimice care influențează comportamente precum împerecherea, agresivitatea și evitarea prădătorilor. Neuronii din VNO se bazează pe receptori specializați pentru a detecta aceste indicii și a transmite semnale către creier. Spre deosebire de majoritatea neuronilor, neuronii VNO se regenerează continuu și prezintă caracteristici celulare neobișnuite.
Lucrările anterioare ale echipei de cercetare au demonstrat că un subset al acestor neuroni dezvoltă un reticul endoplasmatic (ER) elaborat și extins, compartiment celular responsabil pentru plierea proteinelor și controlul calității. Acest ER este îmbogățit cu niveluri neobișnuite de mari de proteine numite chaperone, care asistă în plierea proteinelor recent sintetizate.
În majoritatea tipurilor de celule, o astfel de configurație a ER ar fi asociată cu un stres patologic al ER, cauzat de acumularea de proteine mal pliate, ceea ce ar duce în cele din urmă la moarte celulară. Cu toate acestea, în cazul acestor neuroni, ER-ul extins, îmbogățit cu chaperone, pare a fi o caracteristică normală a fiziologiei lor, sugerând că necesită factori specializați asociați ER pentru a menține homeostazia proteică și supraviețuirea pe termen lung.
În studiul actual, GVS Devakinandan, Adish Dani și colegii săi identifică Cnpy1 ca fiind unul dintre acești factori proteici, care este prezent selectiv în ER-ul neuronilor VNO, unde se asociază cu receptorii feromonilor. Deși a fost descris inițial în peștii-zebre, Cnpy1 a fost mult timp considerat nonfuncțional la mamifere. Studiul nou identifică o regiune anterior nerecunoscută a genei, demonstrând că o proteină complet funcțională este prezentă la șoareci.
Echipa a generat apoi șoareci care nu au Cnpy1. Acești șoareci lipsiți de Cnpy1 au arătat o activare redusă a neuronilor VNO de către stimuli de prădător și de sex opus, împreună cu un deficit marcat în comportamentul de agresiune teritorială al masculilor. Cercetătorii au constatat că, deși acești neuroni VNO se dezvoltă normal înainte de naștere, ei suferă o degenerare accelerată după naștere în absența Cnpy1. Surprinzător, receptorii senzoriali au ajuns totuși la suprafața celulară fără Cnpy1, indicând că proteina nu este necesară pentru transportul receptorilor. În schimb, constatările sugerează că Cnpy1 joacă un rol critic în menținerea funcționalității sau stabilității receptorilor într-un mediu celular solicitant.
În ansamblu, constatările lor evidențiază o adaptare neobișnuită în neuronii senzoriali, unde un nivel crescut de stres asemănător ER-ului poate fi cooptat ca parte a funcției celulare normale, mai degrabă decât evitat, cu factori precum Cnpy1 care facilitează această adaptare.
Studiul ar putea avea, de asemenea, implicații mai largi. Cărțile de răspuns la stres similare sunt activate frecvent în celulele canceroase, care supraviețuiesc în ciuda condițiilor care ar declanșa de obicei moartea celulară. Înțelegerea modului în care neuronii VNO gestionează un astfel de stres ar putea oferi perspective asupra acestor procese în alte contexte biologice.
