Hallan un ‘interruptor eléctrico’ crucial en el cerebro asociado al aprendizaje

Científicos han revelado la estructura de un receptor crítico en el cerebro asociado con el aprendizaje, la memoria, el comportamiento y el estado de ánimo. La nueva investigación, publicada en la revista ‘Science’, es la primera en revelar la estructura de los receptores AMPA en su estado natural. Este descubrimiento podría llevar a una nueva visión sobre el mecanismo detrás de una amplia gama de trastornos y enfermedades del sistema nervioso.

“Estos son los interruptores eléctricos fundamentales del cerebro –dice el autor principal Eric Gouaux, científico senior y presidente de término de neurociencia en el Instituto Vollum de la Universidad de Ciencia y Salud de Oregón (OHSU, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, e investigador del Instituto Médico Howard Hughes. “Si estos interruptores no funcionan bien, entonces el cerebro no funciona. Puede provocar convulsiones, pérdida de memoria y afecciones neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer”.

Investigadores en OHSU en Portland, Oregón, y en el Laboratorio Nacional del Noroeste Pacífico del Departamento de Energía de Estados Unidos emplearon microscopía crioelectrónica y espectrometría de masas dirigida para revelar la arquitectura y la disposición de las subunidades de los receptores AMPA en roedores. Los receptores AMPA son activados por el neurotransmisor glutamato, formando canales iónicos permeables que transportan señales entre las células en todo el sistema nervioso.

Al discernir la composición de la estructura de trabajo en roedores, los científicos pueden aislar las mismas estructuras en muestras post mortem de cerebros humanos y hacer comparaciones. Luego, podrán determinar las diferencias entre la estructura y la organización de los receptores de AMPA saludables y los de las personas con enfermedades neurodegenerativas.

Entender cómo los receptores son distintos en las enfermedades

De hecho, Gouaux dice que los investigadores de OHSU tienen la intención de hacer exactamente eso. “Es síper emocionante –dice–. No hay garantía, pero lo que queremos hacer es entender cómo estos receptores son diferentes en las enfermedades humanas devastadoras para las cuales existen actualmente pocos tratamientos, si es que hay alguno. Si podemos obtener nuevos conocimientos sobre el mecanismo de la enfermedad, podríamos obtener nuevos enfoques para las terapias”.

El nuevo descubrimiento viene a través de una técnica que está revolucionando el campo de la biología estructural. La capacidad de usar crio-EM mejora enormemente la capacidad de los científicos para discernir los receptores individuales en su verdadero estado natural o nativo. Gouaux anteriormente confiaba en la cristalografía de rayos X para visualizar estructuras importantes en el sistema nervioso central, sin embargo, esa técnica requiere que los científicos acumulen grandes cantidades de moléculas idénticas para que puedan cristalizarse y formar una imagen artificial de su estructura nativa.

Cryo-EM permite a los científicos ver las moléculas en detalle casi atómico. “Es una técnica sensible en la que solo se necesita una pequeña cantidad de moléculas –afirma Gouaux–. Ahora, podemos examinar el verdadero receptor tal como existe en su estado natural”.

Fuente: infosalus.com

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