超分辨率顯微鏡提供了對突觸的深入觀察

來源：news-medical | 作者：Henderson, B.Sc. | 編譯：聚生物 | 時間：2020-4-16

當(dāng)人們想到谷氨酸鹽時，他們首先想到的是亞洲菜中常用的提味劑。谷氨酸也是人類神經(jīng)系統(tǒng)中重要的信使物質(zhì)。它在學(xué)習(xí)過程和記憶中起作用。例如，一些阿爾茨海默癥的藥物通過抑制谷氨酸的作用來減緩疾病的發(fā)展。

在神經(jīng)系統(tǒng)中，谷氨酸是突觸上的信號傳遞物質(zhì)。在那里，它與幾種類型的特定受體結(jié)合。4型轉(zhuǎn)化型谷氨酸受體(mGluR4)在該系統(tǒng)中起決定性作用。

與其他蛋白質(zhì)直接接觸

到目前為止，人們對這種受體在突觸活躍區(qū)域的分布知之甚少。現(xiàn)在很清楚，大多數(shù)mGluR4受體平均分布在突觸前膜的一到兩個單元中。它們經(jīng)常與鈣通道和蛋白質(zhì)Munc-18-1直接接觸，后者對信使的釋放非常重要。

德國巴伐利亞州維爾茨堡大學(xué)(JMU)生物中心的Markus Sauer教授和英國伯明翰大學(xué)的Davide Calebiro教授領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組在《科學(xué)進展》雜志上報道了這一發(fā)現(xiàn)?！拔覀兊臄?shù)據(jù)表明，mGluR4受體與其他關(guān)鍵蛋白的直接接觸在突觸活動的調(diào)控中起著重要作用，”紹爾教授說。

活動區(qū)域非常密集

利用超分辨顯微技dSTORM（directrandosmic optical reconstruction microscopy）獲得了新的知識。該方法是由Sauer的團隊在2008年開發(fā)的。它使單個分子即使在突觸的非常小和密集的活動區(qū)也能被定位。這在傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡下是不可能的，因為衍射極限為200納米。

卡萊比羅教授說：“我們現(xiàn)在首次對控制大腦突觸信號傳遞的復(fù)雜蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)有了深入的了解?！?。只有有了這些知識，我們才能理解大腦是如何工作的，以及它是如何在不同的時間尺度上處理信息的。

研究小組現(xiàn)在將使用dSTORM來找出所有的蛋白質(zhì)是如何分布在活躍的突觸區(qū)。一般認為，在活性區(qū)有100多種蛋白質(zhì)參與了信號的傳遞。

Source:

https://www.news-medical.net/news/20200416/Insight-Into-The-Synapses.aspx

Journal reference:

Siddig, S., et al.?(2020) Super-resolution imaging reveals the nanoscale organization of metabotropic glutamate receptors at presynaptic active zones. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.aay7193.

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