Domů     Medicína
Jaká je role cukrů na povrchu buněk v navigaci neuronů?
Jan Zelenka 26.8.2024
Vygenerováno AI

Mezinárodní tým vědců z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, Ústavu molekulární genetiky AV ČR a kalifornské Stanfordovy univerzity odhalil molekulární mechanismy, jimiž cukry na povrchu buněk ovlivňují navigaci neuronů v nervovém systému.

Jejich výsledky mohou vést i k vylepšení léčby poranění mozku a míchy. Studii publikoval prestižní časopis PNAS.

Dospělý lidský mozek obsahuje přibližně 100 miliard nervových buněk čili neuronů. Každý neuron tvoří průměrně 1000 spojení s jinými neurony, což vede k přibližně k 100 bilionů synaptických kontaktů. Tato spojení jsou klíčová pro naše kognitivní schopnosti, smyslové vnímání a paměť.

Pochopení, jak se taková rozsáhlá síť kontaktů v mozku vyvíjí, je ústřední otázkou neurobiologie.

Také nervový systém má svou GPS

Během vývoje nervového systému se neuronové výběžky – axony – pohybují složitým prostředím. Tato cesta zahrnuje různé zatáčky a odbočky. Jednou ze základních otázek je, jak axony „vědí“, kdy mají zatočit vlevo, kdy vpravo nebo putovat rovně.

Molekuly proteinové povahy známé pod příznačným názvem semaforiny fungují jako molekulární GPS, které vedou axony k jejich cílům tím, že se vážou na receptory (plexiny) na jejich povrchu. Tato vazba spouští kaskádu signálů, které následně řídí pohyb axonů.

Tým Laboratoře strukturní neurobiologie ve výzkumném centru BIOCEV ve Vestci u Prahy. Vedoucí výzkumného týmu Daniel Rozbeský je čtvrtý zleva. Zdroj: Laboratoř strukturní neurobiologie

Kromě vazby na plexiny interagují semaforiny také s cukry na povrchu buněk. Výzkumný tým zkoumal molekulární mechanismy právě této interakce. „Zjistili jsme, že některé semaforiny se vážou na cukry na povrchu buněk, zejména na negativně nabité cukry.

Čím větší je náboj cukru, tím silnější je vazba. Zjistili jsme také, že tyto cukry se vážou na malou část semaforinu, takový malý ocásek, který je pozitivně nabitý,“ vysvětluje Farah Nourisanami, íránská doktorandka na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy.

Co se dá s cukry dělat?

Zajímavé je, že když vědci tento ocásek odstranili pomocí metod proteinového inženýrství, axony se v určitých oblastech otáčely doprava místo doleva. To naznačuje, že by mohli ovlivňovat růst a směr axonů pomocí cukrů.

Dopady těchto zjištění nabízejí potenciální cesty pro terapeutické intervence při neurodegenerativních onemocněních a poraněních nervů. „Některé semaforiny potlačují regeneraci poškozené nervové tkáně.

Pochopení jejich interakce s povrchovými cukry buněk by mohlo hrát důležitou roli ve vývoji léčby stavů způsobených poraněním mozku a míchy,“ dodává Daniel Rozbeský, vedoucí Laboratoře strukturní neurobiologie AV ČR a PřF UK ve výzkumném centru BIOCEV ve Vestci u Prahy.

Navrhovaný mechanismus, jakým se semaforiny (modré) vážou na cukry (bílé kuličky) na povrchu buněk a jsou tak prezentovány plexinovým receptorům (oranžové) na okolních axonech. Zdroj: PNAS
Foto: AI, Laboratoř strukturní neurobiologie
Související články
DNA neboli deoxyribonukleová kyselina je obsažena v každé tělní buňce a nese genetický materiál jedince, který se předává při rozmnožování z rodičů na potomky. Analýza DNA pak slouží k určení fyziologických znaků testovaného jedince, dnes je proto považována za zlatý standard pro identifikaci obětí hromadných neštěstí. Analýza DNA slouží, mimo jiné, ke zkoumání lidských pozůstatků, […]
Vytvořit lék proti virovým infekcím je nesnadný úkol, zejména z toho důvodu, že viry často mutují. Nyní se však odborníci zaměřili na cukry zvané glykany, které by mohly být překvapivě Achillovou patou virů. Pokud se to prokáže, otevírá se cesta k širokospektrálnímu antivirotiku… Viry stojí za řadou nákaz, které jsou pro lidstvo smrtící. Vedle SARS-CoV-2, […]
Ke zmírnění třesu, který doprovází Parkinsonovu chorobu, je využívána hluboká mozková stimulace, která však vyžaduje vysoce invazivní zákrok. Ultrazvuk zase není vhodný k dostatečně přesnému zacílení léčby. Nyní však do hry vstupuje ultrazvuková helma, jejíž použití je neinvazivní, zato přesnější než u ultrazvuku. A pomoci by mohla i s jinými neduhy… Při léčbě Parkinsona je […]
Dna je zánětlivé onemocnění kloubů, které vzniká kvůli nadbytku kyseliny močové v těle. Ta se ve formě krystalků ukládá v blízkosti kloubů, nejčastěji přitom postihuje palce na nohou, a způsobuje bolestivý zánět. Vědci nyní zjistili, že naši předkové disponovali genem, který kyselinu močovou uměl rozkládat, ovšem v průběhu evoluce ho ztratili. Jeho obnova pomocí metody […]
Medicína 4.9.2025
Když se člověk řízne, rána se obvykle zacelí a na místě zůstane jizva. Na kůži jde o více či méně estetický problém, pokud se však jizvy objeví na plicích, mohou zabíjet. Zjizvená, tj. fibrotická tkáň totiž neumožňuje průchod kyslíku. Některou z forem plicní fibrózy v Česku trpí tisíce lidí a každý rok jich dalších přibližně 150 přibude. […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz