Los científicos finalmente comprenden lo que hacen los misteriosos «puntos calientes» de las células cerebrales
El papel de ciertos grupos de proteínas presentes en la superficie de las células cerebrales en el caballo de mar – la parte del cerebro que juega un papel clave en el aprendizaje y la memoria – ha intrigado a los científicos durante varias décadas. Pero este particular misterio biológico podría, finalmente, haberse resuelto.
Era Ya es sabido que la interrupción de estos grupos podría conducir a graves trastornos neurológicos, pero no se sabía por qué. Un nuevo estudio sugiere que las agrupaciones son «puntos calientes» de señalización de calcio que son esenciales para activar la expresión génica.
Las proteínas de los puntos calientes parecen ser inusualmente grandes canales iónicos, puertas de enlace que permiten que los átomos cargados entren en la celda. El intercambio de estos iones es una de las principales formas en que las células, como las neuronas, se comunican entre sí, transmitiendo una señal como un toque, o patrones de pensamiento, de un grupo de células a otro para que podamos procesarlos conscientemente.
«Conocemos desde hace mucho tiempo la función de otros tipos de grupos de canales iónicos, por ejemplo, los de las sinapsis», dice el fisiólogo James Trimmer de la Universidad de California, Davis.
«Sin embargo, no se conocía el papel que desempeñaban estas estructuras mucho más grandes del cuerpo celular en la fisiología de la neurona».
Trimmer y sus colegas habían detectado previamente varios canales a través de estos grupos de proteínas, algunos que solo dejan pasar los iones de potasio a través de la membrana celular, mientras que otros solo van a los iones de calcio.
Mediante experimentos en neuronas de roedores, el equipo desacopló los canales de potasio y calcio, que contienen fragmentos de proteínas que se unen entre sí. Inundaron las neuronas con fragmentos de señuelos de canales de potasio a los que se adhirieron los canales de calcio antes de desprenderse de los grupos de membranas celulares.
Se ha demostrado que esto corta el vínculo entre la señalización eléctrica en las células neurales y la expresión génica, un proceso crítico en un cerebro que funciona correctamente llamado acoplamiento excitación-transcripción.
«Hay muchos canales de calcio diferentes, pero el tipo particular de canal de calcio que se encuentra en estos grupos es necesario para convertir los cambios en la actividad eléctrica en cambios en la expresión génica». dijo cortadora de césped.
«Descubrimos que si interfiere con las proteínas de señalización de calcio ubicadas en estos grupos inusuales, esencialmente elimina el acoplamiento excitación-transcripción, que es esencial para el aprendizaje, la memoria y otras formas de plasticidad neuronal».
La señalización de calcio está bien estudiada en dendritas, las extensas piezas de neuronas que manejan los mensajes entre las células, pero hasta ahora no ha habido mucha investigación sobre cómo podría funcionar la señalización del calcio dentro del cuerpo celular de la neurona.
Como explican los investigadores, estos grupos de neuronas están «altamente conservados», lo que significa que no se han visto afectados relativamente por los procesos evolutivos. Esto resalta su importancia en invertebrados y vertebrados, incluidos los humanos. Se pueden adjuntar hasta 100 clústeres a una sola celda.
Los científicos están constantemente haciendo nuevos descubrimientos sobre cómo funciona el cerebro, y cada vistazo adicional a este órgano más complejo y sofisticado puede ayudar a resolver problemas sobre cómo funciona, o evitar que sucedan en primer lugar.
«Estamos apenas comenzando a comprender la importancia de esta señalización, pero estos nuevos hallazgos podrían proporcionar información que podría dar forma a futuras investigaciones sobre su papel en la función cerebral y posiblemente el desarrollo de nuevas clases terapéuticas», dijo cortadora de césped.
La investigación fue publicada en PNAS.
