Zaburzenie recyklingu receptorów przez niedobór białka

Naukowcy z Sanford-Burnham Medical Research Institute stwierdzili, że dodatkowy 21. chromosom upośledza uczenie i pamięć osób z zespołem Downa, prowadząc do spadku ilości białka SNX27 w mózgu.

Okazuje się, że na 21. chromosomie kodowane jest miR-155, a ponieważ mikroRNA wchodzą w skład kompleksów rybonukleoproteinowych blokujących specyficznie translację mRNA, trisomia 21. chromosomu oznacza wzrost ilości miR-155, a w konsekwencji spadek poziomu SNX27 (sortującej neksyny 27, ang. sorting nexin 27). Precyzując mechanizm wpływu, trzeba dodać, że miR-155 oddziałuje na czynnik transkrypcyjny dla SNX27 - C/EBPβ (od ang. CCAAT/enhancer binding protein β).

Podczas badań na myszach Amerykanie wykazali, że zwiększenie zawartości SNX27 w mózgu korzystnie oddziałuje na funkcjonowanie poznawcze i zachowanie zwierząt. [...] SNX27 utrzymuje na powierzchni komórek receptory [glutaminianergiczne jonotropowe], bez których nie ma mowy o prawidłowym synaptycznym potencjale pobudzeniowym - tłumaczy dr Huaxi Xu.

Zespół Xu pracował z gryzoniami, którym brakowało jednej kopii genu snx27 (snx27^+/−). Naukowcy zauważyli, że choć ich neuroanatomia była w dużej mierze prawidłowa, to w oczy rzucały się wadliwie funkcjonujące synapsy, a także poważne deficyty uczenia i pamięci. Powód? Obniżona ilość SNX27 wiązała się ze zmniejszoną liczbą aktywnych receptorów kwasu glutaminowego (zarówno NMDA, jak i AMPA).

Kierując się podobieństwami funkcjonowania myszy z niedoborem SNX27 i ludzi z zespołem Downa, Amerykanie potwierdzili, że w mózgu tych ostatnich występuje znacząco mniej interesującego ich białka. Pozostało odpowiedzieć na pytanie, co łączy dodatkowy chromosom 21. z niskim poziomem neksyny. Od początku podejrzewano, że w grę wchodzi jakieś mikroRNA i szybko się okazało, że na 21. chromosomie kodowane jest jedno z nich - miR-155. Co więcej, skok stężenia miR-155 korelował niemal idealnie ze stopniem obniżenia poziomu SNX27.

By stwierdzić, czy uzupełnienie ilości SNX27 może wyeliminować zaburzenia uczenia w zespole Downa, naukowcy posłużyli się myszami i wirusem transportującym gen ludzkiej neksyny. Najpierw [w hipokampie] pojawiły się receptory, potem poprawiła się pamięć - podsumowuje Xin Wang, dodając, że niedobór białka SNX27 prowadzi do dysfunkcji synaps pobudzających w wyniku modulowania procesu recyklingu receptorów kwasu glutaminowego.

zespół Downa SNX27 białko neksyna receptory kwasu glutaminowego NMDA AMPA pamięć uczenie Huaxi Xu Xin Wang