Een grootschalig onderzoek naar de eiwitsamenstelling van dendritische stekels

Een grootschalig onderzoek naar de eiwitsamenstelling van dendritische stekels

Dendritische stekels, kleine filmachtige uitstulpingen die voortkomen uit de dendriet van een hersencel, helpen bij het overbrengen van elektrische signalen naar zenuwcellen. Deze stekels kunnen een selectie van verschillende vormen hebben, variërend van zogenaamd "gedrongen" tot "paddestoelachtig".

Van paddenstoelenstekels is feitelijk ontdekt dat ze van essentieel belang zijn voor de werking van de menselijke geest in de volwassen jaren. Aan de andere kant wordt aangenomen dat stompe stekels langzaam verdwijnen naarmate de geest zich ontwikkelt en vestigt.

In de afgelopen jaren hebben talloze neurowetenschappers de kenmerken en het raamwerk van dendritische stekels onderzocht. De verschillende eiwitsamenstelling van verschillende soorten stekels blijft echter ongeïdentificeerd.

Onderzoekers van het Universitair Medisch Centrum Göttingen in Duitsland hebben onlangs een onderzoek gedaan dat gericht was op het controleren van de samenstelling van postsynaptische dendritische stekels in de menselijke geest. Hun papier, uitgebracht in Nature Neuroscience, kan helpen bij het beschrijven van eerdere speculatieve monitoring die de feedbackpatronen van verschillende dendritische stekels beschrijft.

"De meeste neurowetenschappers begrijpen dat synapsen de functie hebben om informatie van het ene neuron naar het andere over te brengen," vertelde Silvio Rizzoli, een van de wetenschappers die het onderzoek uitvoerde, aan Medical Xpress. "De functie van synapsen is gebaseerd op vele soorten eiwitten die moeten werken synchroon. Het probleem is dat niemand weet hoeveel van dergelijke eiwitten zich in de synaps bevinden en hoe ze samenwerken.”

Zowel Rizzoli als zijn collega's waren oorspronkelijk van plan om de eiwitsamenstelling van pre-synapsen (de samenstellende synapsen die voortkomen uit het overbrengen van zenuwcellen) te bekijken, en ze boden hun aanknopingspunt aan voor een paper uitgebrachtWetenschap In hun huidige onderzoek opgenomen in Nature Neuroscience, aan de andere kant onderzochten ze de eiwitsamenstelling van postsynapsen (het onderdeel van synapsen dat dichtbij zenuwcellen komt).

Een grootschalig onderzoek naar de eiwitsamenstelling van dendritische stekels

Het totale doel van hun studie was om een ​​meetbaar begrip te krijgen van de veronderstelde synaptische apparatuur, in plaats van de kwalitatieve die door verschillende andere banen werd verkregen. Met andere woorden, de wetenschappers wilden het aantal verschillende soorten gezonde eiwitten begrijpen die in dendritische stekels (of postsynapsen) achterblijven, in plaats van simpelweg te herkennen waar ze van gemaakt zijn.

"In onze paper nemen we een integratieve benadering, waarbij we gekweekte neuronen gebruiken, de eiwitkopie-aantallen per neuron analyseren door kwantitatieve biochemie en massaspectrometrie, dan de kopieaantallen per synaps bepalen met behulp van conventionele epifluorescentiebeeldvorming, en uiteindelijk de eiwitposities analyseren met behulp van super- resolutie STED-microscopie, "beschreef Rizzoli. "De 3D-morfologie van de synapsen werd geanalyseerd met behulp van elektronenmicroscopie en ten slotte werden al deze elementen samengevoegd door middel van modellering."

Eerdere neurowetenschappelijke onderzoeksstudies dachten dat de samenstelling en het architectonisch bedrijf van kleine, gedrongen en korte-termijn synapsen evenals grote, paddestoelachtige, onomkeerbare synapsen zeker verschillend zouden zijn. Interessant is niettemin dat uit de evaluaties die zowel door Rizzoli als zijn collega's zijn gedaan, bleek dat zowel squat- als paddenstoelachtige synapsen een in wezen vergelijkbaar bedrijf hebben, met vergelijkbare standaard eiwitduplicaatnummers en geografische gebieden.

Een betere evaluatie van de verbinding van elk eiwit met de postsynaptische diktemassa, beval aan dat paddenstoelachtige stekels een hoger synaptisch uithoudingsvermogen hadden. Met andere woorden, gehurkte dendritische stekels leken veel minder waarschijnlijk goed te reageren op levendige wijzigingen in synaptische transmissie dan paddenstoelachtige stekels.

De zoektochten naar verzameld door deze groep wetenschappers kunnen tal van cruciale gevolgen hebben. Voor omstandigheden kunnen ze gedeeltelijk beschrijven waarom gehurkte dendritische stekels op korte termijn zijn en ook langzaam verdwijnen, zoals de menselijke geest vaststelt, terwijl paddenstoelachtige stekels onomkeerbaar zijn en een essentiële taak spelen bij het functioneren van de volwassen geest .

"We werken nu aan een vergelijkbaar eiwitsamenstellingsmodel voor een hele cel (neuron)", beweerde Rizzoli.