在老鼠身上,大脑长期蛋白质提供线索的记忆持续一生

在大脑的微小空间中两个神经细胞相遇,化学和电子信号来回穿梭,一个消息传递系统,起伏的突触空间,有时科学家相信帮凶的方式学习和记忆。而是因为大多数的蛋白质中发现这些突触死和更新自己的如此之快,科学家很难厘清突触是如何稳定足以解释持续一生的学习和记忆。

现在,约翰霍普金斯大学的神经学家报告成功使用大规模研究蛋白质和高科技化学分析发现164内的蛋白质突触老鼠比邻近蛋白质的几周和几个月。这些稳定的蛋白质,他们说,可能是部分的分子机械管理长期记忆和学习以及记忆丧失所有的哺乳动物,包括人类。总结他们的实验发表4月2日的一周美国国家科学院院刊》上。

“我们知道突触的整体结构往往是非常稳定的,持续至少一年在老鼠的大脑,”理查德·哈甘耐尔教授说,博士,教授,主任所罗门·h·斯奈德神经科学和卡夫神经科学发现研究所的主任约翰·霍普金斯大学医学院的。

他的团队也知道持久晶状体蛋白等蛋白质,使眼睛的镜头,和胶原蛋白,在结缔组织中找到。蛋白在核孔运输隧道进出细胞的细胞核,组蛋白,一种“轴”DNA的风,也非常稳定。

“因此,我们认为,必须有持久的突触蛋白质,我们相信我们已经找到了很多。”

,哈甘耐尔教授和他的同事们专注于在实验室小鼠八国集团和美联储与周润发,包含分子示踪剂能够抢到动物的蛋白质。

示踪剂是一种有机化合物称为一种氨基酸,蛋白质的基石。但这些氨基酸包含额外的中子,这将使蛋白质“重”由质谱仪分析时,一个设备测量的质量和电荷的分子。

“重”的老鼠吃食物氨基酸7周。在此期间,长期蛋白质倾向于把沉重的示踪剂以较慢的速度比短暂的蛋白质。

然后老鼠收到另一个七周的食物包含“光”氨基酸缺乏额外的质子。长寿蛋白质周转次数少,因此坚持沉重的示踪剂。

科学家们分析了从两个后的小鼠脑组织前七周,两个七周后小鼠。他们还将四个老鼠与管成更大的笼子里,珠子和其他对象来刺激他们的大脑活动和分析脑组织从每个七周后两个时期。

使用质谱仪,科学家们记录下了沉重的比正常的蛋白质2272氨基酸位于突触。长寿蛋白质保留一半以上的氨基酸在前七周时间。

大多数蛋白质都是短暂的,持续一到两天,胡加尼尔说。但是,科学家们发现164蛋白持续longer-up几周或几个月。一些人估计持续多年。

处理这项Pandey,医学博士博士在约翰霍普金斯大学McKusick / nathan遗传医学研究所的研究小组下一个孤立和确定了长期蛋白质。其中一个属于RAS信号通路,而其他人则是与细胞支架。

胡格尼尔教授和他的团队正在继续研究50组中最长寿的蛋白质,其中一些估计持续多年。这些“老”蛋白质可以累积损伤随着时间的推移,他说他的团队也将寻找任何的蛋白质之间的联系和人类的认知能力随年龄下降。

科学家Seok Heo,格雷厄姆·h·Diering陈Hyun Na,拉贾Sekhar Nirujogi和茱莉亚·l·巴赫曼也导致了研究。