Ученые из Scripps Research обнаружили сотни белков, которые постоянно транспортируются по всему здоровому мозгу в небольших окруженных мембраной мешочках, открывая новую форму связи между клетками мозга.

Ранее исследователи подозревали, что небольшое количество белков может перемещаться по мозгу более независимо в отдельных случаях. Например, ученые обнаружили, что синуклеин и тау — два белка, связанных с нейродегенерацией, — могут перемещаться между клетками мозга животных, страдающих болезнью Альцгеймера. Но они не были уверены, связано ли это с самой болезнью. Другие группы представили доказательства того, что белок, происходящий из одной клетки, впоследствии может быть обнаружен в другой, однако они не могли исключить возможность того, что белок был разобран на строительные блоки аминокислот, а затем снова собран в целевой клетке.

Результаты, опубликованные на этой неделе в научном журнале «Cell Reports», могут помочь ученым лучше понять неврологические заболевания, включая болезнь Альцгеймера и аутизм.

"Это совершенно новый способ, с помощью которого клетки мозга могут общаться друг с другом, — говорит Холлис Клайн, доктор философии и профессор нейробиологии, — Это открывает множество захватывающих направлений для исследований".

Чтобы посылать сигналы по всему мозгу, нейроны обычно взаимодействуют с помощью химических веществ, называемых нейротрансмиттерами, которые перемещаются от одной клетки к соседней. Гормоны также циркулируют через мозг, влияя на рост клеток мозга и помогая создавать новые связи между нейронами.

В новой работе Клайн и ее коллеги использовали метод маркировки белков, который гарантировал, что они отслеживают только те белки, которые остаются неповрежденными. Метка, молекула биотина, не может быть реинтегрирована в новые белки, если белки разобраны.

Исследовательская группа ввела метку в ганглиозные клетки сетчатки глаз крыс. Одиннадцать дней спустя они исследовали клетки зрительной коры — области мозга, отвечающей за обработку зрения и физически удаленной от ганглиозных клеток сетчатки.

Затем команда Клайн выделила белки в зрительной коре, которые были помечены биотином. Они обнаружили более 200 белков и идентифицировали каждый с помощью масс-спектрометрии.

Идентифицированные белки включали многие из известных функций в головном мозге, в том числе тау и синуклеин, перемещающиеся между клетками при болезни Альцгеймера.

"Это подтверждение того, что в здоровом мозге тау и синуклеин — и их перемещение по мозгу — нормально", — говорит Клайн.

"Но при болезни Альцгеймера это токсичная форма белка, который транспортируется между нейронами".