doublecortin, доублекортин


Doublecortin онтогенетически регулируемый, ассоциированный с микротрубочками белок, экспрессируется в мигрирующих и дифференцирующихся нейронах. Ген doublecortin ответственнен за Х-сцепленную лиссэнцефалию (lissencephaly, X-LIS) и субкортикальную ламинарную гетеротопию (SCLH). X-LIS и SCLH являются результатом нарушения миграции нейронов.	Известны несколько генов, вызывающих нарушение миграции нейронов. Reelin, белок ВКМ экспрессируется в Cajal-Retzius клетках маргинальной зоны. Mdab1, белок участвующий в предаче сигналов, мутантен у scrambler и yotari мышей, который имеют сходный с reeler фенотип. Два других сигнальных гена, участвующих в миграции, cyclin-dependet kinase 5(Cdk 5), специфичная для головного мозга киназа, и нейрон специфический активатор р35. Основные цитоскелетные изменениея, необходимые для активной миграции: нейрональная клетки выпускает ведущий отросток по направлению мишени, это сопровождается транслокацией ядра и цитоплазматических компонентов. Идентифицированы молекулы, которые участвуют в цитоскелетной динамике. Ясно, что важны как микротрубочки, так и актиновые филаменты, которые присутствуют в ведущем и аксональном отростках, а ядро окружено сетью микротрубочек, лежащих поверх актиновых филамент. LIS1 взаимодейтсвует с тубулином и оказывает влияние на динамику микротрубочек. Cdk5 и р35 влияют на реорганизацию актинового цитоскелета. Установлено, что Doublecortin является онтогенетически регулируемым нейрон-специфическим фосфо-белком. Показано, что doublecortin экспрессируется в головном мозге в течение всего периода кортикогенеза в мигрирующих и дифференцирующихся нейронах. Он также обнаруживаетс в некоторых частях ПНС. У мышей его экспрессия начинается на ст. Е10.5/11. В это же время происходит миграция нейронов у мышей (Е11-17). Doublecortin обильно экспресируется в клетках preplate и кортикальной пластинки. Строгое аксональное мечение в промежуточной зоне указывает на то, что Doublecortin экспрессируется и в дифференцирующихся нейронах. Он локализуется в теле и ведущем отростке тангенциально мигрирующих нейронов, которые коэкспрессируют β-III тубулин. Эти клетки обнаруживают характерную нейрональную морфологию с длинными ведущими отростками, указывающими на то, что они активно мигрируют. Пока неясно экспрессируют ли Doublecortin радиально мигрирующие нейроны в промежуточной зоне, так как аксоны маскируют их сигнал. Нерешен вопрос и о том, влияет ли Doublecortin на миграцию нейронов всех типов. Очевидно, что Doublecortin является критическим для кортикального развития, но его функция в других регионах м. замещаться гомологичными белками, один гомолог уже идентифицирован. В культивируемых нейронах наивысшая экспрессия Doublecortin наблюдается в дистальных частях развивающихся отростков. Сходный паттерн распределения имеет моторный белок микротрубочек, Eg5. МАР2 экспрессия низкая или отсуствует в областях, интенсивно окрашивающихся на Doublecortin. В отличие от выростов нейритов, нейрональная миграция связана с выпусканием ведущего отростка в направлении цели, сопровождаемого транслокацией в него ядра и других цитоплазматических органел. Ведущий отросток характеризуется быстрым выпусканием и втягиванием расширений во время локомоции клетки, тогда как увеличение аксона происходит в результате сетевого удлиннения. В растущим аксоне микротрубочки распределены по разным компартментам: стабилизированные, связанные в пучки, микротрубочки обнаруживаются вдоль всей его длины, тогда как в ростовом конусе отдельные микротрубочки и неполимеризованный тубулин составляют более динамичный компонент, благодаря изменчиваости ростового конуса и его способности отвечать на направляющую информацию. Некоторая стабилизация, по-видимому, происходит в переходной зоне, где Doublecortin особенно обилен. Установлено, что Doublecortin индуцирует полимеризацию микротрубочек in vitro. Следовательно, Doublecortin является новым, ассоциированным с микротрубочками белком. Он ассоциирует со стабильными микротрубочками, устойчивыми к холодовому воздействию. В этом отношении Doublecortin более сходен с STOP белками, которые являются MAPs участвующими в стабилизации микротрубочек. Предполагается, что кортикальный дисгенез при отсутствии Doublecortin м.б. результатом аномальной цитоскелетной динамики. LIS1 влияет на динамику микротрубочек, а нокаутные Lis1 мыши обнаруживаюет аномальную миграцию.

Известны несколько генов, вызывающих нарушение миграции нейронов. Reelin, белок ВКМ экспрессируется в Cajal-Retzius клетках маргинальной зоны. Mdab1, белок участвующий в предаче сигналов, мутантен у scrambler и yotari мышей, который имеют сходный с reeler фенотип. Два других сигнальных гена, участвующих в миграции, cyclin-dependet kinase 5(Cdk 5), специфичная для головного мозга киназа, и нейрон специфический активатор р35.

Основные цитоскелетные изменениея, необходимые для активной миграции: нейрональная клетки выпускает ведущий отросток по направлению мишени, это сопровождается транслокацией ядра и цитоплазматических компонентов. Идентифицированы молекулы, которые участвуют в цитоскелетной динамике. Ясно, что важны как микротрубочки, так и актиновые филаменты, которые присутствуют в ведущем и аксональном отростках, а ядро окружено сетью микротрубочек, лежащих поверх актиновых филамент. LIS1 взаимодейтсвует с тубулином и оказывает влияние на динамику микротрубочек. Cdk5 и р35 влияют на реорганизацию актинового цитоскелета.

Установлено, что Doublecortin является онтогенетически регулируемым нейрон-специфическим фосфо-белком. Показано, что doublecortin экспрессируется в головном мозге в течение всего периода кортикогенеза в мигрирующих и дифференцирующихся нейронах. Он также обнаруживаетс в некоторых частях ПНС. У мышей его экспрессия начинается на ст. Е10.5/11. В это же время происходит миграция нейронов у мышей (Е11-17). Doublecortin обильно экспресируется в клетках preplate и кортикальной пластинки. Строгое аксональное мечение в промежуточной зоне указывает на то, что Doublecortin экспрессируется и в дифференцирующихся нейронах. Он локализуется в теле и ведущем отростке тангенциально мигрирующих нейронов, которые коэкспрессируют β-III тубулин. Эти клетки обнаруживают характерную нейрональную морфологию с длинными ведущими отростками, указывающими на то, что они активно мигрируют. Пока неясно экспрессируют ли Doublecortin радиально мигрирующие нейроны в промежуточной зоне, так как аксоны маскируют их сигнал. Нерешен вопрос и о том, влияет ли Doublecortin на миграцию нейронов всех типов. Очевидно, что Doublecortin является критическим для кортикального развития, но его функция в других регионах м. замещаться гомологичными белками, один гомолог уже идентифицирован. В культивируемых нейронах наивысшая экспрессия Doublecortin наблюдается в дистальных частях развивающихся отростков. Сходный паттерн распределения имеет моторный белок микротрубочек, Eg5. МАР2 экспрессия низкая или отсуствует в областях, интенсивно окрашивающихся на Doublecortin.

В отличие от выростов нейритов, нейрональная миграция связана с выпусканием ведущего отростка в направлении цели, сопровождаемого транслокацией в него ядра и других цитоплазматических органел. Ведущий отросток характеризуется быстрым выпусканием и втягиванием расширений во время локомоции клетки, тогда как увеличение аксона происходит в результате сетевого удлиннения. В растущим аксоне микротрубочки распределены по разным компартментам: стабилизированные, связанные в пучки, микротрубочки обнаруживаются вдоль всей его длины, тогда как в ростовом конусе отдельные микротрубочки и неполимеризованный тубулин составляют более динамичный компонент, благодаря изменчиваости ростового конуса и его способности отвечать на направляющую информацию. Некоторая стабилизация, по-видимому, происходит в переходной зоне, где Doublecortin особенно обилен. Установлено, что Doublecortin индуцирует полимеризацию микротрубочек in vitro. Следовательно, Doublecortin является новым, ассоциированным с микротрубочками белком. Он ассоциирует со стабильными микротрубочками, устойчивыми к холодовому воздействию. В этом отношении Doublecortin более сходен с STOP белками, которые являются MAPs участвующими в стабилизации микротрубочек. Предполагается, что кортикальный дисгенез при отсутствии Doublecortin м.б. результатом аномальной цитоскелетной динамики. LIS1 влияет на динамику микротрубочек, а нокаутные Lis1 мыши обнаруживаюет аномальную миграцию.