Изменения функциональных связей между нейронами — «синапсами» — способствуют нашей способности адаптироваться к изменениям окружающей среды. Однако до сих пор мало что было известно о сигналах, лежащих в основе такой «синаптической пластичности». Теперь исследования плодовых мушек, проведенные исследователями из Немецкого центра нейродегенеративных заболеваний (DZNE), Токийского технологического института, Национального института генетики в Японии и Европейского института нейробиологии в Германии, раскрывают детали механизмов, лежащих в основе синаптической пластичности.
«Обнаруженные нами синаптические изменения могут отражать врожденное свойство нейронов, которое приводит к защите от чрезмерных стимулов», — объясняет доктор Атсуши Суги, ведущий автор исследования и постдок из DZNE. «Усиливая это свойство, мы могли бы защитить нейроны от дегенерации или гибели клеток».Недавние исследования показали, что изменения в области пресинаптической мембраны, описываемой как активная зона, контролируют функцию синапса. Исследовательские группы из Германии и Японии подвергли живых плодовых мушек — обычно изучаемых дрозофил — воздействию различных световых режимов, а затем сравнили активные зоны в фоторецепторах.Т-образные структуры на пресинаптической мембране связывают синаптические пузырьки и контролируют высвобождение нейротрансмиттеров в постсинаптический нейрон.
Помечая белки, которые имеют решающее значение для этих Т-образных структур, исследователи выявили уменьшение количества белков активной зоны, в то время как другие остались неизменными. Кроме того, они обнаружили, что в связи с потерей структурных белков количество Т-образных структур также уменьшилось.
Исследователи также смогли определить, что за эти изменения ответственен механизм обратной связи и что он основан на сигнальном белке Wnt. Результаты способствуют лучшему пониманию молекулярных механизмов, лежащих в основе функций мозга, таких как обучение и память.
В будущих исследованиях может быть исследовано, как изменение сигнала Wnt может быть использовано для управления синаптической пластичностью с возможными терапевтическими применениями при нейродегенеративных или психических заболеваниях.
