Eine groß angelegte Untersuchung der Proteinzusammensetzung von dendritischen Dornen

Eine groß angelegte Untersuchung der Proteinzusammensetzung von dendritischen Dornen

Dendritische Stacheln, kleine, hauchdünne Ausläufer, die aus den Dendriten einer Gehirnzelle entstehen, helfen bei der Übertragung elektrischer Signale an die Nervenzellen. Diese Stacheln können verschiedene Formen haben, von vermeintlich „stämmig“ bis „pilzartig“.

Es wurde tatsächlich entdeckt, dass Pilzstacheln von wesentlicher Bedeutung für das Funktionieren des menschlichen Geistes im Erwachsenenalter sind. Auf der anderen Seite wird davon ausgegangen, dass stumpfe Stacheln langsam verschwinden, wenn sich der Geist entwickelt und etabliert.

In den letzten Jahren haben zahlreiche Neurowissenschaftler tatsächlich die Merkmale sowie den Rahmen von dendritischen Dornen untersucht. Die unterschiedliche Proteinzusammensetzung verschiedener Arten von Dornen bleibt jedoch unbekannt.

Forscher der Universitätsmedizin Göttingen in Deutschland haben kürzlich eine Forschung durchgeführt, die sich darauf konzentrierte, die Zusammensetzung postsynaptischer dendritischer Dornen im menschlichen Geist zu untersuchen. Ihr Papier, veröffentlicht in Nature Neuroscience, kann helfen, frühere spekulative Beobachtungen zu beschreiben, die die Rückkopplungsmuster verschiedener dendritischer Dornen detailliert beschreiben.

„Die meisten Neurowissenschaftler wissen, dass Synapsen die Funktion haben, Informationen von einem Neuron zum nächsten zu übertragen“, sagte Silvio Rizzoli, einer der Wissenschaftler, die die Forschung durchgeführt haben, gegenüber Medical Xpress. „Die Funktion von Synapsen basiert auf vielen Arten von Proteinen, die funktionieren müssen synchron. Das Problem ist, dass niemand weiß, wie viele solcher Proteine ​​sich in der Synapse befinden und wie sie zusammenarbeiten.“

Rizzoli und seine Mitarbeiter wollten ursprünglich einen Blick auf die Proteinzusammensetzung von Präsynapsen (die Bestandteilsynapsen, die bei der Übertragung von Nervenzellen entstehen) werfen und boten ihren Beitrag zu einem inWissenschaft In ihrer aktuellen Forschung enthalten in Nature Neuroscience, andererseits untersuchten sie die Proteinzusammensetzung von Postsynapsen (der Komponente von Synapsen, die nahe an Nervenzellen herankommt).

Eine groß angelegte Untersuchung der Proteinzusammensetzung von dendritischen Dornen

Das Gesamtziel ihrer Studie war es, ein messbares Verständnis der vermeintlichen synaptischen Ausrüstung zu erhalten, anstelle der qualitativen, die von verschiedenen anderen Jobs erworben wurde. Mit anderen Worten, die Wissenschaftler wollten die Anzahl verschiedener Arten von gesunden Proteinen verstehen, die in dendritischen Dornen (oder Postsynapsen) verbleiben, anstatt einfach zu erkennen, woraus sie bestehen.

„In unserer Arbeit verfolgen wir einen integrativen Ansatz, indem wir kultivierte Neuronen verwenden, die Proteinkopienzahlen pro Neuron durch quantitative Biochemie und Massenspektrometrie analysieren, dann die Kopienzahlen pro Synapse mit konventioneller Epifluoreszenz-Bildgebung bestimmen und schließlich die Proteinpositionen mit Super- Auflösung STED-Mikroskopie“, beschrieb Rizzoli. „Die 3D-Morphologie der Synapsen wurde elektronenmikroskopisch analysiert und schließlich alle diese Elemente durch Modellierung zusammengesetzt.“

Frühere neurowissenschaftliche Forschungsstudien gingen davon aus, dass die Zusammensetzung sowie die architektonische Begleitung von kleinen, gedrungenen sowie kurzfristigen Synapsen sowie großen, pilzartigen, irreversiblen Synapsen sicherlich unterschiedlich sein würden. Interessanterweise zeigten die von Rizzoli und seinen Mitarbeitern durchgeführten Auswertungen jedoch, dass sowohl gedrungene als auch pilzartige Synapsen eine grundsätzlich ähnliche Gesellschaft haben, mit vergleichbaren Standardprotein-Duplikatszahlen sowie Geographien.

Eine bessere Bewertung der Verbindung jedes Proteins mit der postsynaptischen Dickenmasse empfahl, dass pilzähnliche Stacheln eine höhere synaptische Ausdauer aufweisen. Mit anderen Worten, gedrungene dendritische Stacheln schienen viel weniger wahrscheinlich auf dynamische Veränderungen in der synaptischen Übertragung zu reagieren als pilzähnliche Stacheln.

Die von dieser Gruppe von Wissenschaftlern gesammelten Recherchen können zahlreiche entscheidende Konsequenzen haben. Unter bestimmten Umständen können sie teilweise beschreiben, warum gedrungene dendritische Stacheln kurzfristig sind und langsam verschwinden, wenn sich der menschliche Geist etabliert, während pilzähnliche Stacheln irreversibel sind und eine wesentliche Aufgabe bei der Funktionsweise des erwachsenen Geistes spielen .

„Wir arbeiten jetzt an einem ähnlichen Proteinzusammensetzungsmodell für eine ganze Zelle (Neuron)“, behauptete Rizzoli.