遺傳發(fā)育所揭示神經(jīng)突生長調(diào)控新機(jī)制 | PNAS

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2018-03-02

神經(jīng)突正確延伸對于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的形成至關(guān)重要。過去幾十年的研究發(fā)現(xiàn)了數(shù)十種導(dǎo)向信號(hào)分子，它們作用于生長錐表面受體，通過調(diào)控細(xì)胞骨架的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，控制神經(jīng)突的靶向性延伸。然而，神經(jīng)元軸、樹突在生長和延伸過程中往往遭遇多種導(dǎo)向信號(hào)，神經(jīng)元如何同時(shí)解讀多種不同信號(hào)，并做出最終的單一性選擇，其機(jī)制并不完全清楚。

圖片來源：PNAS（doi.org/10.1073/pnas.1717468115）

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所丁梅研究組發(fā)現(xiàn)，線蟲RME神經(jīng)突延伸過程中同時(shí)暴露于Slit和Wnt兩種信號(hào)分子。雖然RME神經(jīng)元表達(dá)Slit受體-Robo，但其延伸并不受Slit調(diào)控。相反，Robo與酪氨酸受體家族孤單受體Ror2形成受體復(fù)合物，幫助Wnt信號(hào)的傳遞。

Robo在線蟲中的唯一同源蛋白SAX-3可以直接結(jié)合Wnt分子，并協(xié)同其他Wnt受體，將信號(hào)傳遞到下游效應(yīng)分子Dsh。Dsh蛋白是RME神經(jīng)突延伸的重要驅(qū)動(dòng)，在RME神經(jīng)突生長側(cè)非對稱聚集。Robo存在與Dsh類似的非對稱分布，且Dsh的極性分布依賴于Robo。這表明Robo的非對稱性分布促進(jìn)RME神經(jīng)突在特定方向的延伸。該研究揭示了Robo受體與Wnt-Ror信號(hào)通路的相互作用機(jī)制，并暗示在不同信號(hào)分子共存的情況下，原本認(rèn)為是針對某一特定信號(hào)的受體其實(shí)可以通過與其他受體互作，變換自身感應(yīng)特質(zhì)。