2021年7月9日功能
树突棘蛋白质组成的大规模检查
树突棘是一种从脑细胞树突中生长出来的小膜状突起,有助于将电信号传递给神经元。这些刺可以有各种不同的形状,从所谓的“短粗”到“蘑菇状”。
研究发现,蘑菇的刺对人类成年后的大脑功能至关重要。另一方面,随着大脑的成熟和发育,粗短的脊椎会逐渐消失。
在过去的几十年里,许多神经科学家研究了脑的功能和结构树突棘.然而,独特的蛋白质作文不同类型的脊椎仍然未知。
德国大学医学中心Göttingen的研究人员最近进行了一项研究,旨在检查人脑突触后树突棘的组成。他们的论文发表在自然神经科学,可以帮助解释之前的实验观察,概述了不同树突棘的反应模式。
大多数神经科学家都明白这一点突触具有将信息从一个神经元传递到下一个神经元的功能,”进行这项研究的研究人员之一西尔维奥·里佐利在接受《医学快报》采访时表示。欧宝娱乐地址“突触的功能是基于多种需要同步工作的蛋白质。问题是没有人知道突触中有多少这样的蛋白质,以及它们是如何协同工作的。”
里佐利和他的同事们最初开始研究突触前(传输神经元中产生的部分突触)的蛋白质组成,他们在《科学》杂志上发表了他们的结果发表于科学.在他们最近的研究中自然神经科学另一方面,他们分析了突触后(突触接近接收神经元的部分)的蛋白质组成。
他们研究的总体目标是获得对所谓突触机制的定量理解,而不是通过其他工作获得的定性理解。换句话说,研究人员想要了解树突棘(或突触后)中有多少种不同类型的蛋白质,而不仅仅是确定它们是由什么组成的。
“在我们的论文中,我们采用了一种综合方法,使用了人工培养的方法神经元,通过定量生物化学分析每个神经元的蛋白质拷贝数质谱分析然后使用传统的荧光成像确定每个突触的拷贝数,最后使用超分辨率STED显微镜分析蛋白质位置,”里佐利解释说。“用电子显微镜分析了突触的3D形态,最后,所有这些元素通过建模组合在一起。”
以前的神经科学研究认为,小的、短的、短暂的突触和大的、蘑菇状的、永久的突触的组成和结构组织是不同的。然而,有趣的是,里佐利和他的同事进行的分析表明,粗短的和蘑菇状的突触具有几乎相同的组织,具有相似的平均蛋白质拷贝数和拓扑结构。
进一步分析每种蛋白质与突触后密度质量的相关性,表明蘑菇状棘具有更大的突触强度。换句话说,与蘑菇状的树突棘相比,粗短的树突棘似乎不太可能对突触传递的动态变化做出充分的反应。
这组研究人员收集的发现可能有几个重要的意义。例如,它们可以部分解释为什么粗壮的树突刺是短暂的,随着人类大脑的发育逐渐消失,而蘑菇状的刺是永久的,在成年人的功能中起着关键作用大脑.
“我们现在正在做类似的工作蛋白质整个细胞(神经元)的组成模型,”里佐利说。
进一步探索
孤立的突触钮扣的组成揭示了囊泡运输蛋白的数量。科学(2014)。DOI: 10.1126 / science.1252884
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