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» » » La psicología social de las células nerviosas

Referencia: EurekAlert.org .
contacto Julie Cohen, 26 junio 2014

La organización funcional del sistema nervioso central depende de una arquitectura precisa y una conectividad entre los distintos tipos de neuronas. Los múltiples tipos de células están presentes dentro de cualquier estructura del cerebro, pero las reglas que rigen su posición, y los mecanismos moleculares que median en estas normas, se ha mantenido relativamente sin explorar.

Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de California en Santa Bárbara demuestra que, una neurona particular, la célula amacrina colinérgica, crea un "espacio personal", de igual manera que las personas se alejan unas de otras en un ascensor. Además, el estudio, publicado en las Proceedings of the National Academy of Sciences, muestra que esta característica es heredable y se identifica como factor genético de la misma, el gen 1 de transformación de tumor de la hipófisis (Pttg1).

Patrick Keeley, un investigador postdoctoral del Instituto de Investigación de Neurociencia de la UCSB en el laboratorio de Benjamin Reese, ha estado utilizando la retina como un sistema modelo para explorar esos principios de la neurobiología del desarrollo. La retina es ideal, porque esta porción del sistema nervioso central se presta al análisis espacial.

"Las poblaciones de neuronas de la retina se presentan en un solo estrato dentro de una estructura en capas, esto las hace idóneas para la cuantificación precisa y el análisis estadístico", explicó Keeley. "En lugar de estar distribuida en entramados regulares de células nerviosas, las poblaciones de la retina parecen cumplir con una regla simple, el de minimizar la proximidad a otras células del mismo tipo. Nos gustaría entender cómo estas poblaciones crean y mantienen ese comportamiento de los espacios."

Para abordar esto, Keeley y colegas cuantificaron la regularidad en la población de un tipo particular de células amacrinas de la retina del ratón. Lo hicieron en 26 cepas genéticamente distintas de ratones y descubrieron que cada cepa exhibía este mismo comportamiento de auto-separación espacial, pero que algunas cepas lo hacían de manera más eficiente que otras. Las células amacrinas son interneuronas de la retina que forman conexiones con otras neuronas y regulan la salida bipolar de la célula.

"La regularidad en el patrón de estas células amacrinas mostraba poca variación dentro de cada cepa, mientras que mostraba una notoria variación entre las cepas, lo que indica un componente hereditario de esta característica", dijo Keeley.

"Esto en sí mismo ya era una sorpresa, puesto que el patrón de esas poblaciones tiene una calidad aparentemente estocástica para ello", señaló Reese, profesor en el Departamento de Ciencias Psicológicas y Cerebrales. Los sistemas estocásticos son azarosos y son analizados, al menos en parte, utilizando la teoría de la probabilidad.

Esta variación de la cepa en la regularidad de este patrón celular mostraba un importante vínculo con una ubicación en el genoma del cromosoma 11, donde los investigadores identificaron a Pttg1, que antes se desconocía que pudiese desempeñar ningún papel en la retina.

Trabajando en colaboración con colegas de la Universidad de Tennessee Health Science Center en Memphis, el equipo de Keeley demostró que la expresión de este gen variaba entre las 26 cepas de ratones, y que no había una correlación positiva entre la expresión génica y la regularidad. Después identificaron una mutación en este gen que estaba correlacionada con los niveles de expresión y con la regularidad. Trabajando con colegas del Cedars-Sinai Medical Center, en Los Angeles, el equipo también demostró directamente que esta mutación controlaba la expresión del gen.

"El Pttg1 tiene diversas funciones, siendo un oncogén en los tumores hipofisarios, y se sabe que tiene funciones de regulación que orquestan la expresión génica en otras partes del cuerpo", explicó Keeley. "Esta clase de neuronas retinales, podrían regular la manera en que las células integran las señales de sus vecinos inmediatos, traduciendo esa información para posicionar la célula más alejada de sus vecinas". Los estudios futuros deberan descifrar esta red genética controlada por Pttg1 que media por tal separación entre las células nerviosas.

Keeley, quien terminó su licenciatura en ciencias en el Department of Psychological and Brain Sciences, pudo completar su doctorado en el Departamento de Biología Molecular, Biología Celular y del Desarrollo, ambos en la UCSB.


- Imagen.1. Patrick Keeley y Benjamin Reese, Universidad de California - Santa Bárbara. Crédito: Spencer Bruttig
- Imagen.2. Células amacrinas colinérgicas distribuidas de manera no aleatoria en la retina del ratón. Crédito: UCSB.
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