25-01-2018 - Uma equipe interdisciplinar de cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong (HKUST) descobriu o mecanismo de como os cérebros humanos ativam e desativam atividades neuronais, fornecendo uma base importante para entender uma ampla gama de condições neurológicas, como epilepsia, doença de Parkinson e doenças da ataxia-telangiectasia.
"Como com todas as coisas na vida, a função cerebral saudável depende do equilíbrio das atividades neuronais. Pensamos em nossos cérebros como ativos - mover uma perna e dizer uma palavra são todos eventos "ativos", mas é tão importante que nossos cérebros possam parar essas ações", disse Cheng Aifang, um estudante de pós-graduação da Divisão de Ciência da Vida que fez a descoberta sob a orientação do chefe da divisão e do Professor Karl Herrup. "No entanto, não ficou claro como nossos cérebros realmente executam esta função ir / parar até agora".
A equipe descobriu que o cérebro equilibra a excitação e a inibição através da regulação de ATM e ATR - enzimas de quinases em níveis grandes. Em condições patológicas, quando os níveis de ATM diminuem, por exemplo, os níveis de ATR aumentam, vice-versa. Além disso, a equipe também descobriu que o ATM apenas regula as vesículas sinápticas excitatórias, enquanto a ATR é responsável por apenas as inibitórias. Isso é conseguido controlando o movimento dessas pequenas vesículas sinápticas na sinapse neuronal - o espaço entre dois neurônios que regula o fluxo de informação no cérebro.
"As descobertas estão no campo da pesquisa básica, mas têm implicações importantes para a doença humana", afirmou o Prof. Karl Herrup, também diretor do Super-Resolution Imaging Center (SRIC). "A epilepsia, por exemplo, é uma condição em que um dos problemas é que a inibição falha. Como nossas descobertas prevêem, os seres humanos com muito pouco ATR têm um problema com a epilepsia, enquanto que as pessoas com deficiência ATM são, ao contrário, atáxicas - uma capacidade reduzida de fazer movimentos finamente controlados e manter a proporção E / I adequada. Isso significa que existe uma relação yin-yang entre ATM e ATR. E este é apenas o começo. Acreditamos que nosso trabalho tem potencial relevância para uma ampla gama de condições neurológicas ".
As descobertas foram publicadas no Journal Proceedings da National Academy of Sciences no início deste mês.
Utilizando o microscopio de super resolução oferecido por HKUST, os pesquisadores conseguiram visualizar a localização celular das duas quinases com ampliação ultra alta. O microscópio de super resolução personalizado com bloqueio ativo do estágio forneceu a estabilidade necessária para obter imagens de alta resolução.
"Um dos desafios que enfrentamos foi que, mesmo em alta ampliação, todas as vesículas parecem muito parecidas", disse Prof Du Shengwang, professor de física e diretor associado da SRIC. "Para fornecer diferenciação, nós desenvolvemos uma versão em três cores do nosso sistema de super-resolução, o que permitiu que a equipe prove que ATM e ATR nunca foram encontrados na mesma vesícula sináptica contendo VAMP2".
Sobre a Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong
A Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong (HKUST) (www.ust.hk) é uma universidade de pesquisa de classe mundial que se concentra em ciência, tecnologia e negócios, bem como em ciências humanas e sociais. HKUST oferece um campus internacional e uma pedagogia holística e interdisciplinar para educar graduados bem-sucedidos com visão global, forte espírito empreendedor e pensamento inovador. HKUST alcançou a maior proporção de trabalho de pesquisa internacionalmente excelente no Exercício de Avaliação de Pesquisa 2014 do Comitê de Subsídios Universitários de Hong Kong, e é o segundo do ranking mundial mais recente do QS Top 50 sob 50. Os seus graduados ocuparam o 12º lugar no mundo e no topo da Greater China in Global Employability University Survey 2017Greater China in Global Employability University Survey 2017. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: UST.
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