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神经元蛋白极性分布的新颖机制

发布时间:2017-12-03 阅读:

  神经元蛋白极性分布的新机制

  神经元细胞的形状是独特的,具有从细胞体突出的数量不等的树突,以及分别负责信息的接收和输出的细长(从数十微米到约1米)的轴突。以轴突起始段作为边界,轴突和细胞树突上不同功能的蛋白质的不对称分布决定了神经元功能的实现。因此,这种极性分布的形成和维持机制是神经生物学中的一个重要问题。 3月19日,中科院上海生命科学研究院神经科学研究所的朴普民教授,段树民教授和博士生导师宋红红博士共同发起了重要的研究工作在国际知名杂志Cell上就这个问题的结果。研究人员发现,在靠近轴索(AIS)的起始处有一个由肌动蛋白和AnkyrinG组成的分子筛,限制了轴突和细胞体之间的大分子蛋白质的扩散,像一个筛子,但是允许一些依赖性特定的运动蛋白通过蛋白质运输。科学家向记者形象地描述了这一过程,并介绍说,如果没有这种新的机制,过量的蛋白质进入轴突会导致神经元功能的充血和麻痹。进一步的研究发现,蛋白质的运动蛋白强度的驱动力,蛋白质 - 蛋白质复合物的运输效率水平,蛋白质可以通过AIS分子筛的决定条件。科学家解释说,神经细胞的主要功能是信息,处理和传递的感觉,信号相关分子一般分布在细胞体和树突中,而信号相关分子则分布在轴突中,信号分子释放是在轴突的末尾。因此,大量蛋白质和分子在细胞体内被加工合成,然后通过更长的轴突被运送到神经细胞的远端部分。将具有不同功能的蛋白质与适当的运动蛋白结合,实现运输,从而完成相应的神经元功能。具体实验表明,轴索蛋白转运复合物VAMP2-KIF5的转运效率高,可以从细胞体转运至轴突分子滤网。树突状蛋白转运复合物NR2B-KIF17和GluR2-KIF5的运输性能低下,不能穿越该轴突开始时存在的细胞质屏障。这种新颖的过滤机制的发现为研究神经元蛋白质的极性分布提供了一个全新的视角,具有重要的理论意义。 (来源:科技日报王春) (Cell,doi:10.1016 / j.cell.2009.01.016,Shumin Duan,Mu-ming Poo)

关键词: 自然科学