Работа мышц контролируется специальными зонами в головном мозге. Они генерируют двигательный импульс, отправляя его по проводящим путям в спинном мозге к соответствующим мышцам. Проводящие пути являются нейронными цепями, в которых между собой контактируют клетки с помощью аксонов – длинных отростков.
Во время формирования нейронного «провода» важно, чтобы нейронные отростки рослы в правильном направлении. Проводящие пути откладываются сразу после рождения детёныша. Главная роль здесь отведена двум родам белков: семафорины и рецепторы к семафоринам, называемые плексинами
Семафорины не дают нейронным отросткам расти в неверном направлении. Если нейрон пытался прорасти в какое-то место и почувствовал семафориновый сигнал, нейронный отросток немедленно поменяет направление. Один семафорин у мышат формирует проводящие пути, которые контролируют движение конечностей. Мыши в основном передвигаются на своих лапах, поэтому сигнальные белки подавляют формирование нейронных путей, позволяющих совершать более сложные движения.
Группа исследователей выяснила, какой рецепторный белок работает у мышей во время формирования двигательного пути – это белок PlexA1 (то есть плексин A1). Если его отключить, то у животных улучшается работа кисти. Таким мышам лучше удаётся справиться со спагетти и другой едой, которую нужно хватать и удерживать в кулаке.
В тестах же на общую координацию, где было необходимо просто пройти по особо сложной поверхности, разница между нормальными мышами и мышами с выключенным рецептором не было. Без рецепторного белка двигательные нейроны смогли проложить дополнительные «провода» к мышиным лапам. Дополнительный нейронный контроль позволил мышам выполнять сложные манипуляции.
Для сравнения, у приматов у гена PlexA1 появляется дополнительный контролёр – регулирующая последовательность ДНК. С регуляторной последовательностью связывается особый белок, влияющий на активность гена PlexA1. Благодаря таким добавочным молекулярно-генетическим элементам управления приматы имеют возможность управлять своей кистью лучшей остальных животных.
Из-за добавочной регуляции в системе семафорных генов и белков у мозга появляются дополнительные каналы связи с кистью руки. Поэтому и появляется возможность управлять более сложными действиями. Однако молекулярные подробности того, каким образом работают регулирующие белки и ДНК-фрагменты, предстоит выяснить.
Авторы работы полагают, что их результаты пригодятся и в клинических исследованиях; например, можно представить, что, действуя через систему семафоринов и их рецепторов, можно улучшить состояние больных с врожденными или приобретенными дефектами, связанными с двигательной системой.
Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter