Nervceller använder varandra som kartor
När nervceller bildas måste de lotsas till sin slutliga position med hjälp av en slags molekylär och cellulär ”karta” för att kunna fungera ordentligt. I en studie nyligen publicerad i Nature Communication visar neurobiologen Sara Wilson och hennes forskargrupp vid Umeå universitet att olika delar av nervcellen är viktiga för att guida andra nervceller till rätt plats under embryoutvecklingen.
– Vi upptäckte att nervceller gör detta på två sätt, antingen genom att agera barriärer och hindra nervcellskroppar att flytta sig längre bort än de behöver, eller genom att agera som guider och öppna en korridor som cellkropparna kan färdas genom, säger hon.
Nervsystemet kan liknas vid en biologisk ”dator” där olika nervceller bildar kopplingar som kontinuerligt skickar information genom ryggmärgen, hjärnan, kroppen och tillbaka igen. Varje nervcell har en slags ”GPS-koordinat” och det är viktigt var de fysiskt befinner sig för att de ska hänga ihop på rätt sätt med andra nervceller.
När nervceller hamnar fel kan inte nervinformation överföras ordentligt och det kan resultera i dysfunktion och neuroutvecklingssjukdomar som lissencefali, Kallmans syndrom och periventrikulär heterotopi. Felplacering av nervceller kan också ske vid dyslexi och autismspektrumstörningar, även om det inte är helt klart vilken roll felplaceringen spelar i dessa fall.
– Eftersom nervcellers position är så viktigt för att nervsystemet ska fungera normalt vill vi ta reda på hur nervceller positionerar sig över huvud taget. Den här studien avslöjar en spännande ny mekanism för hur detta går till, säger Sara Wilson.
Nervceller består av mittdel, cellkroppen, och en väldigt lång tråd, axon, som ansluter till och skickar information till andra nervceller. Det är viktigt att båda dessa delar är på rätt plats för att nervsystemet ska fungera korrekt.
Axonerna brukar gruppera sig och forma strukturer som liknar korridorer vända i en bestämd riktning. Genom att göra genetiska förändringar i musembryon störde forskarna dessa axonkorridorer så att de pekade åt ett annat håll. Forskargruppen vid Umeå centrum för molekylär medicin, numera vid institutionen för molekylärbiologi, Umeå universitet, upptäckte då att nervcellers cellkroppar då också hamnar på fel ställe.
– Det betyder att axoner från vissa nervceller påverkar positionen hos cellkropparna hos andra nervceller, vilket innebär att nervceller skapar ”kartor” så att andra nervceller hittar rätt, säger Sara Wilson.
– Det här är första gången det visats att axoner agerar som barriärer och detta kan ha betydelse för förståelsen av hur nervsystemet bildas i alla djur, inklusive människor, sammanfattar Sara Wilson.
Denna studie och andra arbeten forskargruppen gjort fokuserar på att förstå mekanismerna (genetiska, cellulära och molekylära) för hur den exakta ”anatomin” hos nervsystemet bildas och hur det påverkar neuronal funktion och dysfunktion. Denna grundforskning har viktiga medicinska implikationer för att förstå orsaken till vissa neuroutvecklingssjukdomar. Till exempel: Kontrollerar gener som associeras med sådana sjukdomar hur nervcellskroppar vägleds och är det detta som leder till dysfunktion?
– Det kan också ge ledtrådar till hur man göra för att odla axoner för att reparera skador eller sjukdomar i nervsystemet. Kan vi tvinga nervceller som återbildas att ansluta till varandra på rätt sätt? I framtiden planerar vi att fortsätta denna grundforskning och hitta medicinska forskargrupper att samarbeta med för att se om våra fynd kan vara av nytta i medicinska sammanhang, säger Sara Wilson.
FAKTA
Om studien: Laumonnerie, C. Tong, Y.G., Alstermark, H. and Wilson S.I. Commissural axonal corridors instruct neuronal migration in the mouse spinal cord. Nature Communications. 2015, 6:7028, doi: 10.1038/ncomms8028.
Kontaktinformation
Sara Wilson, institutionen för molekylärbiologi, Umeå universitet. Telefon: 090-785 25 23, 076-8481068. E-post: sara.wilson@umu.se
