(薩克拉門托)——30 年來，在海馬(大腦的一部分)神經元細胞體上發(fā)現的神秘蛋白質簇讓詹姆斯·特里默 (James Trimmer)既好奇又困惑。
現在，加州大學戴維斯分校醫(yī)學院杰出的生理學和膜生物學教授可能終于有了答案。在PNAS 上發(fā)表的一項新研究中，Trimmer 和他的同事揭示了這些蛋白質簇是神經元中鈣信號傳導的“熱點”，在激活基因轉錄中起著至關重要的作用。
轉錄允許神經元 DNA 的一部分被“轉錄”成 RNA 鏈，然后用于制造細胞所需的蛋白質。
在許多動物中發(fā)現的結構
Trimmer 的實驗室研究小鼠體內的神秘簇，但它們存在于無脊椎動物和所有脊椎動物中——包括人類。Trimmer 估計單個神經元上可以有 50 到 100 個這樣的大簇。
他和他的同事知道這些簇是由一種蛋白質形成的，這種蛋白質使鉀離子穿過膜(鉀通道)。他們還知道這些簇包含一種特殊類型的鈣通道。鈣通道允許鈣進入細胞，根據細胞類型觸發(fā)各種生理反應。
“這些簇在神經元中的存在是高度保守的，”特里默說。高度保守的特征在進化時間尺度上相對不變，這表明它們在這些非常不同類型的動物中具有重要的功能特性。
海馬體是大腦中神經元上發(fā)現簇的區(qū)域之一，在學習和記憶中起著重要作用。研究人員知道，對這些簇的破壞——例如，鉀通道中的基因突變——會導致嚴重的神經系統(tǒng)疾病。但不清楚為什么。
“我們早就知道其他類型的離子通道簇的功能，例如突觸中的那些。然而，細胞體上的這些更大的結構在神經元的生理學中沒有已知的作用，”特里默說。
實驗用“誘餌”淹沒鈣通道
揭示神經元簇功能的實驗是由Trimmer 實驗室的博士后研究員、該研究的主要作者Nicholas C. Vierra設計的。
“我們開發(fā)了一種方法，可以讓我們將鈣通道與神經元中的鉀通道簇分離。一個關鍵發(fā)現是這種治療阻斷了鈣觸發(fā)的基因表達。這表明這些簇中的鈣通道-鉀通道伙伴關系對神經元功能很重要，”Vierra 說。
在他們的實驗中，研究人員通過用誘餌鉀通道片段淹沒神經元來“欺騙”這些簇中的鈣通道。當鈣通道抓住誘餌而不是真正的鉀通道時，它們就會從簇上掉下來。
標簽：
免責聲明：本文由用戶上傳，如有侵權請聯系刪除！