Reversão de polaridade de microtúbulos estáveis durante o desenvolvimento neuronal

RESUMO O transporte de longa distância em neurônios depende de proteínas motoras que podem se mover em direção ao extremo positivo ou negativo dos microtúbulos. Em axônios, os microtúbulos têm uniformemente uma orientação com o extremo positivo voltado para fora, enquanto os dendritos de neurônios vertebrados contêm feixes de polaridade mista: microtúbulos estáveis são tipicamente com o extremo negativo voltado para fora, e microtúbulos dinâmicos são com o extremo positivo voltado para fora. Essa organização apoia o transporte seletivo, mas como essa organização dedicada de microtúbulos é estabelecida não está claro. Aqui, usamos microscopia de localizaçãode moléculas únicas, microscopia de expansão e imagem de células vivas para examinar como o citoesqueleto de microtúbulos é reorganizado durante o desenvolvimento neuronal em neurônios hipocampais de rato em cultura. Descobrimos que os neuritos iniciais contêm microtúbulos de polaridade mista, com microtúbulos estáveis inicialmente predominantemente com o extremo positivo voltado para fora e frequentemente conectados a centríolos. À medida que os neurônios amadurecem, esses microtúbulos se desprendem, deslizam e gradualmente se reorientam para se tornarem predominantemente com o extremo negativo voltado para fora nos futuros dendritos. Além disso, antes da especificação do axônio, os neurônios frequentemente têm um ou dois neuritos menores com uma rede de microtúbulos quase uniformemente com o extremo positivo voltado para fora. Nossos achados mostram como a reorganização de microtúbulos estáveis fundamenta o estabelecimento da rede de microtúbulos característica em neurônios vertebrados maduros.