Si bien la tecnología actual se está volviendo cada vez más inalámbrica, la mayor tecnología de la naturaleza, el cerebro humano, aún depende de que las neuronas estén conectadas directamente entre sí. Dos neuronas están conectadas cuando una extiende su axón a la otra. Esta extensión se activa mediante señales químicas quehace que el axón ejerza una fuerza direccional hacia la dirección correcta. Si bien los científicos conocen desde hace mucho tiempo las diferentes moléculas que pueden actuar como señales, las moléculas que inician la fuerza siguen siendo un misterio. En un nuevo estudio publicado en eLife , un equipo de científicos japoneses y estadounidenses informan que shootin1 es una de esas moléculas y es esencial para guiar al axón a su destino final.
Naoyuki Inagaki, profesor del Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara NAIST y líder del estudio, explica que hay dos moléculas que tienen funciones vitales en la orientación del axón.
"Nectin-1 es una molécula de guía axonal bien caracterizada. Shootin1 es una proteína específica del cerebro involucrada en el crecimiento del axón".
Los cambios de concentración en la nectina-1 hacen que un axón cambie su dirección de crecimiento con tal brusquedad que casi al microscopio casi parece que alguien está controlando el axón con un volante. Sin embargo, el efecto tan grande conmocionó incluso a los científicos.
"Encontramos que un ligero gradiente de concentración en la netrina-1 de solo 0.4% induce una diferencia del 71% en la fosforilación de la shootina1a dentro de los conos de crecimiento", dice el Dr. Kentarou Baba, autor del estudio. "Esa es una sensibilidad notable."
Eso significa que incluso si la diferencia entre la cantidad de nectina-1 en los dos lados del cono de crecimiento fuera inferior al 1%, más de dos tercios de la tirina fosforilada1 se acumularía en el lado con más nectina-1, y por lo tantodirigir el axón en su dirección correcta.
Además, la fosforilación mejoró significativamente la unión de shootin1 a L1-CAM, una molécula que Inagaki dice que "son las ruedas del axón". Los axones aún podrían crecer si la interacción entre shootin1 y L1-CAM se interrumpiera, aunque enuna velocidad más lenta, pero no en la dirección indicada por el gradiente de nectina-1.
"La interacción directa entre shootin1 y L1-CAM generó la fuerza de tracción para la motilidad del cono de crecimiento", dice Baba.
Los resultados sugieren que shootin1 es un transductor quimio-mecánico natural, que convierte la información química en producción mecánica.
"Nuestros resultados sugieren que la fosforilación polarizada de shootin1 dentro de los conos de crecimiento es necesaria para la orientación direccional del axón inducida por gradientes de netrina-1", dice Inagaki.
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Materiales proporcionados por Instituto Nara de Ciencia y Tecnología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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