Spontaneous activity regulates Robo1 transcription to mediate a switch in thalamocortical axon growth

Los axones en desarrollo tienen que controlar la velocidad de su crecimiento para seguir las trayectorias correctas y establecer las conexiones especificas. Sin embargo, los mecanismos implicados en su regulación todavía se desconocen. Mediante la combinación de experimentos de imagen in vivo junto con ensayos de co-cultivo de transplantes en ratón, hemos descubierto que la actividad de calcio espontanea en el sistema talamocortical y la velocidad de crecimiento de los axones talamocorticales están regulados de manera intrínseca durante el desarrollo. De hecho la actividad espontanea de las neuronas talámicas controla el crecimiento axonal y la extensión de los axones talamocorticales en la corteza cerebral en vivo. Esta modulación del crecimiento axonal dependiente de la actividad esta mediada por la regulación transcripcional de Robo1 a través de uno de los sitio de unión de Nf-kB. Interfiriendo con la función de los genes de Robo1 o de Slit1 produce una aceleración de la progresión de los axones talamocorticales en vivo, mientras que si se perturba la señalización de Robo1 en neuronas silenciadas eléctricamente, se restaura un crecimiento axonal normal. Por lo tanto, modificaciones en la actividad espontanea de calcio producen un cambio en el programa de crecimiento axonal que permite el establecimiento de conexiones neuronales especificas a través de la regulación transcripcional de la señalización de Slit1 y Robo1.