Pemeriksaan skala besar komposisi protein dendritic spines

Pemeriksaan skala besar komposisi protein dendritic spines

Dendritic spines, singkapan kecil yang timbul dari dendrit sel minda, membantu memindahkan isyarat elektrik ke sel saraf. Tulang belakang ini dapat memiliki pilihan dari berbagai bentuk, mulai dari yang "stubby" hingga "seperti jamur."

Tulang duri cendawan sebenarnya didapati sangat penting untuk operasi minda manusia pada usia dewasa. Duri yang keras, di sisi lain, difahami perlahan-lahan hilang ketika minda berkembang dan mantap.

Sepanjang tahun-tahun sebelumnya, banyak ahli sains saraf sebenarnya telah memeriksa ciri-ciri serta kerangka tulang belakang dendritik. Walau bagaimanapun, komposisi protein yang berbeza dari pelbagai jenis duri tetap tidak dikenali.

Penyelidik di Pusat Perubatan Universiti Göttingen di Jerman akhir-akhir ini telah melakukan penyelidikan yang difokuskan untuk memeriksa komposisi dendritik postynaptic dalam otak manusia. Kertas mereka, dikeluarkan di Nature Neuroscience, dapat membantu untuk menggambarkan pemantauan spekulatif sebelumnya yang memperincikan corak maklum balas pelbagai dendritik tulang belakang.

"Kebanyakan saintis saraf memahami bahawa sinaps mempunyai fungsi menyebarkan maklumat dari satu neuron ke neuron yang lain," Silvio Rizzoli, salah seorang saintis yang menyelesaikan penyelidikan, informedMedical Xpress "Fungsi sinapsis didasarkan pada banyak jenis protein yang perlu berfungsi secara segerak. Masalahnya ialah tidak ada yang tahu berapa banyak protein seperti itu dalam sinaps dan bagaimana ia berfungsi bersama. "

Rizzoli dan rakan-rakannya pada awalnya merancang untuk melihat komposisi protein pra-sinapsis (komponen sinapsis yang berpunca dari pemindahan sel-sel saraf) serta mereka memberikan petunjuk kepada makalah yang dikeluarkan diSains/Ilmu Dalam penyelidikan semasa mereka termasuk dalam Nature Neuroscience, di sisi lain, mereka memeriksa komposisi protein pasca-sinapsis (komponen sinapsis hampir mendapatkan sel saraf).

Pemeriksaan skala besar komposisi protein dendritic spines

Tujuan keseluruhan kajian mereka adalah untuk mendapatkan pemahaman yang dapat diukur mengenai peralatan sinaptik yang sepatutnya, dan bukannya kualitatif yang diperoleh oleh pelbagai pekerjaan lain. Dengan kata lain, para saintis ingin memahami jumlah pelbagai jenis protein sihat yang tinggal di dendritic spines (atau pasca-sinapsis), dan bukannya hanya mengenali apa yang dihasilkannya.

"Dalam makalah kami, kami mengambil pendekatan integratif, menggunakan neuron kultur, menganalisis bilangan salinan protein per neuron dengan biokimia kuantitatif dan spektrometri massa, kemudian menentukan nombor salinan per sinaps menggunakan pencitraan epifluoresensi konvensional, dan akhirnya menganalisis kedudukan protein menggunakan super- resolusi mikroskop STED, ”jelas Rizzoli. "Morfologi 3D sinapsis dianalisis menggunakan mikroskop elektron, dan akhirnya semua elemen ini disatukan dengan pemodelan."

Kajian penyelidikan neurosains sebelumnya berpendapat bahawa komposisi serta syarikat seni bina sinapsis kecil, jongkok dan jangka pendek serta sinapsis besar, seperti jamur, tidak dapat dipulihkan tentu akan berbeza. Menariknya, bagaimanapun, penilaian yang dilakukan oleh Rizzoli serta rakan-rakannya menunjukkan bahawa jongkok dan juga sinapsis seperti cendawan mempunyai syarikat yang pada dasarnya serupa, dengan bilangan pendua protein standard dan geografi yang setanding.

Penilaian yang lebih baik mengenai hubungan setiap protein dengan jisim ketebalan postsynaptic, mengesyorkan agar duri seperti jamur mempunyai stamina sinaptik yang lebih tinggi. Dengan kata lain, duri dendritik jongkok nampaknya cenderung membalas pengubahsuaian yang kuat dalam penghantaran sinaptik daripada duri seperti jamur.

Pencarian yang dikumpulkan oleh kumpulan saintis ini boleh mempunyai banyak kesan. Untuk keadaan tertentu, mereka dapat menjelaskan sebahagiannya mengapa duri dendritik jongkok adalah jangka pendek dan perlahan-lahan hilang ketika minda manusia terbentuk, sementara duri seperti jamur tidak dapat dipulihkan serta memainkan tugas penting dalam pengoperasian pikiran dewasa .

"Kami sekarang mengerjakan model komposisi protein yang serupa untuk keseluruhan sel (neuron)," kata Rizzoli.