Bestimmte microRNAs-Taste, um steuernde Maßnahmen von BDNF, verknüpft im Gehirn, die das überleben der Zelle

Studieren winzige Stücke genetischen Materials, die Kontrolle der protein-Bildung im Gehirn, Johns Hopkins Wissenschaftler sagen, Sie haben neue Hinweise darauf geben, wie Erinnerungen gemacht werden und wie Medikamente könnte eines Tages verwendet werden, um zu stoppen, Störungen im Prozess, die dazu führen, psychische Erkrankungen und Gehirn-Verschwendung von Krankheiten.

In einem Bericht, veröffentlicht in der März-2 Ausgabe von Cell, sagte der Forscher bestimmte microRNAs—genetische Elemente, die Steuern, welche Proteine entstehen in Zellen, die Schlüssel für die Steuerung der Aktionen des sogenannten brain-derived neurotrophic factor (BDNF), lange verbunden mit brain-Zell-überleben, die normal lernen und Gedächtnis verstärkt werden.

Während des Lernprozesses können die Zellen in das Gehirn der hippocampus BDNF-Freisetzung, ein Wachstumsfaktor-protein, das regt die Produktion von anderen Proteinen, die bei der Schaffung von Erinnerungen. Noch, durch Mechanismen, die waren nie verstanden, BDNF ist bekannt, zur Steigerung der Produktion von weniger als 4 Prozent der verschiedenen Proteine in der Gehirn-Zelle.

Das führte Mollie Meffert, M. D., Ph. D., associate professor für biologische Chemie und Neurowissenschaften an der Johns Hopkins University School of Medicine, auf die Spur, wie BDNF, die speziell bestimmt, welche Proteine zu aktivieren und zu entdecken, die Rolle regulatorischer microRNAs.

MicroRNAs sind kleine Moleküle, binden und blockieren von Nachrichten, die als protein-Baupläne wird in Proteine übersetzt. Viele microRNAs in einer Zelle shut-down-protein-Produktion, und, Umgekehrt, der Verlust von bestimmten microRNAs können dazu führen, dass höhere Produktion bestimmter Proteine.

Die Forscher gemessenen Luciferase-Ebenen im Gehirn behandelten Zellen mit BDNF im Vergleich zu microRNA Stufen in den Neuronen keine Behandlung mit BDNF. Das bemerkten die Forscher, dass Niveaus von bestimmten microRNAs niedriger waren im Gehirn der behandelten Zellen mit BDNF, was darauf hindeutet, dass BDNF steuert die Konzentration dieser microRNAs und durch diese Kontrolle wirkt sich auch auf protein-Produktion. Homing in auf die spezifischen microRNAS, die verschwand, wenn die Zellen behandelt wurden mit BDNF, das team gefunden, die alle waren des gleichen Typs, so genannte Let-7 microRNAs, und dass alle eine gemeinsame genetische Sequenz.

„Diese kurze genetische Sequenz hat gezeigt, von den anderen Forschern sich zu Verhalten wie ein bar-code, selektiv zu verhindern, dass die Produktion von Let-7 microRNAs“, sagt Meffert.

Um zu testen, ob der Verlust von Let-7 microRNAs können BDNF-Steigerung der Produktion von spezifischen Proteinen, Meffert-team gentechnisch veränderten Neuronen, so dass Sie sich nicht mehr abnehmen Lassen-7 microRNAs. Sie fanden, dass die Behandlung dieser Neuronen mit BDNF nicht mehr geführt verminderte Luciferase-Niveau oder ein Anstieg der Lern-und Speicher-Proteine.

Bei der Messung der Luciferase-Ebenen in behandelten Zellen mit BDNF, fanden die Forscher auch mehr als 174 microRNAs, die mit erhöhten BDNF-Behandlung. Das zeigte das Forscherteam, dass BNDF Behandlung kann auch erhöhen andere microRNAs und damit verringern Sie die Produktion bestimmter Proteine. Sagt Meffert, einige dieser Proteine können reduziert werden müssen, während das lernen und das Gedächtnis, während andere möglicherweise nicht dazu beitragen, den Prozess überhaupt.

Um zu bestätigen, dass BDNF, über microRNA-Aktion, Stoppt die Produktion von bestimmten Proteinen, die Forscher überwachten das lebende Gehirn-Zellen um herauszufinden, wo Nachrichten in Reaktion auf die BDNF. Nachrichten, die nicht in Proteine übersetzt werden können, reichern sich in kleinen Formationen in die Zellen. Mit einem Mikroskop, das Forscher beobachtet, dass ein Labor-Schale mit Gehirn-Zellen, die markiert wurde, mit einem fluoreszierenden Molekül, dass die Etiketten diesen Formationen, die als leuchtende Flecken. Die Behandlung von Zellen mit BDNF ließ die Zahl und Größe der leuchtenden spots zu erhöhen. Die Forscher festgestellt, dass BDNF microRNA verwendet, um das senden von Nachrichten an diesen stellen, wo Sie ins Exil geschickt, Weg von den übersetzungs-Maschinen macht, die Sie in ein protein.

„Die überwachung dieser fluoreszierende komplexe gab uns ein Fenster, das wir brauchten, um zu verstehen, wie BDNF ist in der Lage, die Ziel der Herstellung nur bestimmte Proteine, die helfen, Nervenzellen zu wachsen und machen lernen möglich“, sagt Meffert. (Einfügen von videos hier: http://www.youtube.com/watch?v=IPXeP7xEg-E und http://www.youtube.com/watch?v=MHW6ZdrPhyM)

Fügt Meffert, „Jetzt, da wir wissen, wie BDNF steigert die Produktion von Lern-und Speicher-Proteine, haben wir die Möglichkeit zu erkunden, ob Therapeutika können zur Verbesserung dieser Mechanismus für die Behandlung von Patienten mit psychischen Störungen und neurodegenerativen Erkrankungen, wie Alzheimer-Krankheit.“

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