Nove publikacije
Otkriven glavni neuron koji kontrolira kretanje crva, važan za liječenje ljudi
Posljednji pregledao: 02.07.2025
Svi iLive sadržaji medicinski se pregledavaju ili provjeravaju kako bi se osigurala što je moguće točnija činjenica.
Imamo stroge smjernice za pronalaženje izvora i samo povezujemo s uglednim medijskim stranicama, akademskim istraživačkim institucijama i, kad god je to moguće, medicinski pregledanim studijama. Imajte na umu da su brojevi u zagradama ([1], [2], itd.) Poveznice koje se mogu kliknuti na ove studije.
Ako smatrate da je bilo koji od naših sadržaja netočan, zastario ili na neki drugi način upitan, odaberite ga i pritisnite Ctrl + Enter.
Istraživači sa Sinai Healtha i Sveučilišta u Torontu otkrili su mehanizam u živčanom sustavu sićušnog okruglog crva C. elegans koji bi mogao imati značajne implikacije za liječenje ljudskih bolesti i razvoj robotike.
Studija, koju su vodili Mei Zhen i kolege s istraživačkog instituta Lunenfeld-Tanenbaum, objavljena je u časopisu Science Advances i otkriva ključnu ulogu specifičnog neurona zvanog AVA u kontroli sposobnosti crva da se prebacuje između kretanja naprijed i natrag.
Za crve je bitno da puze prema izvorima hrane i brzo se povlače od opasnosti. Ovo ponašanje, gdje se dvije radnje međusobno isključuju, tipično je za mnoge životinje, uključujući ljude, koji ne mogu istovremeno sjediti i trčati.
Znanstvenici su dugo vjerovali da se kontrola kretanja kod crva postiže jednostavnom interakcijom dvaju neurona: AVA i AVB. Smatralo se da prvi potiče kretanje unatrag, a drugi kretanje naprijed, pri čemu svaki inhibira drugi kako bi kontrolirao smjer kretanja.
Međutim, novi podaci Zhenovog tima osporavaju ovo gledište, otkrivajući složeniju interakciju u kojoj AVA neuron igra dvostruku ulogu. Ne samo da odmah zaustavlja kretanje naprijed potiskivanjem AVB-a, već i održava dugoročnu stimulaciju AVB-a kako bi osigurao nesmetan prijelaz natrag na kretanje naprijed.
Ovo otkriće naglašava sposobnost AVA neurona da fino kontrolira kretanje putem različitih mehanizama ovisno o različitim signalima i na različitim vremenskim skalama.
„S inženjerskog gledišta, ovo je vrlo ekonomičan dizajn“, kaže Zheng, profesor molekularne genetike na Medicinskom fakultetu Temerty Sveučilišta u Torontu. „Snažna, trajna inhibicija povratne petlje omogućuje životinji da reagira na nepovoljne uvjete i pobjegne. Istovremeno, kontrolni neuron nastavlja pumpati konstantan plin u petlju za kretanje naprijed kako bi se premjestio na sigurne lokacije.“
Jun Meng, bivši doktorand u Zhengovom laboratoriju koji je vodio studiju, rekao je da je razumijevanje kako životinje prelaze između takvih suprotstavljenih motoričkih stanja ključno za razumijevanje kako se životinje kreću, kao i za istraživanje neuroloških poremećaja.
Otkriće dominantne uloge AVA neurona nudi nove uvide u neuronske sklopove koje znanstvenici proučavaju od pojave moderne genetike prije više od pola stoljeća. Zhengov laboratorij uspješno je koristio vrhunsku tehnologiju za precizno moduliranje aktivnosti pojedinačnih neurona i snimanje podataka živih crva u pokretu.
Zhen, ujedno i profesor stanične i sistemske biologije na Fakultetu umjetnosti i znanosti Sveučilišta u Torontu, naglašava važnost interdisciplinarne suradnje u ovoj studiji. Meng je provela ključne eksperimente, a električne snimke neurona izveo je Bin Yu, doktorand u Shangbang Gaoovom laboratoriju na Sveučilištu znanosti i tehnologije Huazhong u Kini.
Tosif Ahmed, bivši postdoktorand u Zhengovom laboratoriju, a sada teorijski suradnik na istraživačkom kampusu Janelia pri HHMI-ju u SAD-u, vodio je matematičko modeliranje koje je bilo važno za testiranje hipoteza i stjecanje novih uvida.
AVA i AVB imaju različite raspone i dinamiku membranskog potencijala. Izvor: Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adk0002
Nalazi studije pružaju pojednostavljeni model za proučavanje kako neuroni mogu upravljati višestrukim ulogama u kontroli pokreta - koncept koji bi se mogao primijeniti i na ljudska neurološka stanja.
Na primjer, dvostruka uloga AVA-e ovisi o njezinom električnom potencijalu, koji reguliraju ionski kanali na njezinoj površini. Zheng već istražuje kako bi slični mehanizmi mogli biti uključeni u rijetko stanje poznato kao CLIFAHDD sindrom, uzrokovano mutacijama u sličnim ionskim kanalima. Nova otkrića mogla bi također informirati dizajn adaptivnijih i učinkovitijih robotskih sustava sposobnih za izvođenje složenih pokreta.
„Od početaka moderne znanosti do najsuvremenijih istraživanja danas, modelni organizmi poput C. elegansa odigrali su važnu ulogu u otkrivanju složenosti naših bioloških sustava“, rekla je Anne-Claude Gingras, direktorica Istraživačkog instituta Lunenfeld-Tanenbaum i potpredsjednica istraživanja u Sinai Healthu. „Ova studija izvrstan je primjer kako možemo učiti od jednostavnih životinja i primijeniti to znanje za napredak medicine i tehnologije.“