Wielkoskalowe badanie składu białkowego kolców dendrytycznych

Wielkoskalowe badanie składu białkowego kolców dendrytycznych

Kolce dendrytyczne, małe błoniaste wychodnie wyrastające z dendrytu komórki umysłu, pomagają w przekazywaniu sygnałów elektrycznych do komórek nerwowych. Te kolce mogą mieć różne formy, od rzekomo „przysadzistych” do „grzybowatych”.

Odkryto, że kolce grzyba mają zasadnicze znaczenie dla funkcjonowania ludzkiego umysłu w wieku dorosłym. Z drugiej strony, przysadziste kolce powoli znikają, gdy umysł się rozwija i ustanawia.

W ciągu ostatnich lat wielu neuronaukowców faktycznie sprawdziło cechy i strukturę kolców dendrytycznych. Jednak odmienny skład białkowy różnych rodzajów kolców pozostaje niezidentyfikowany.

Naukowcy z Uniwersyteckiego Centrum Medycznego w Getyndze w Niemczech przeprowadzili ostatnio badania skoncentrowane na sprawdzeniu składu postsynaptycznych kolców dendrytycznych w ludzkim umyśle. Ich artykuł, wydany w roku Nature Neuroscience, może pomóc opisać poprzednie spekulacyjne monitoringi szczegółowo opisujące wzorce sprzężenia zwrotnego różnych kolców dendrytycznych.

„Większość neuronaukowców rozumie, że synapsy pełnią funkcję przekazywania informacji z jednego neuronu do drugiego” – poinformował Medicical Xpress Silvio Rizzoli, jeden z naukowców, którzy przeprowadzili badania. „Funkcja synaps opiera się na wielu typach białek, które muszą działać. w synchronizacji. Problem polega na tym, że nikt nie wie, ile takich białek znajduje się w synapsie i jak one ze sobą współpracują”.

Rizzoli i jego współpracownicy pierwotnie postanowili przyjrzeć się składowi białkowemu presynaps (synaps składowych powstających z przenoszenia komórek nerwowych), a także zaoferowali swój trop do papieru uwolnionego wnauka W swoich aktualnych badaniach uwzględniono w Nature NeuroscienceZ drugiej strony zbadali skład białkowy postsynaps (składnika synaps zbliżającego się do uzyskania komórek nerwowych).

Wielkoskalowe badanie składu białkowego kolców dendrytycznych

Całkowitym celem ich badań było uzyskanie wymiernego zrozumienia rzekomego sprzętu synaptycznego, zamiast jakościowego, nabytego w różnych innych zawodach. Innymi słowy, naukowcy chcieli zrozumieć, ile różnych rodzajów zdrowych białek pozostaje w kolcach dendrytycznych (lub postsynapsach), zamiast po prostu rozpoznać, z czego są zrobione.

„W naszym artykule przyjmujemy podejście integracyjne, wykorzystując hodowane neurony, analizując liczbę kopii białka na neuron za pomocą biochemii ilościowej i spektrometrii mas, następnie określając liczbę kopii na synapsę za pomocą konwencjonalnego obrazowania epifluorescencyjnego, a na koniec analizując pozycje białek za pomocą super- mikroskopia STED w rozdzielczości” – opisuje Rizzoli. „Morfologia 3D synaps została przeanalizowana za pomocą mikroskopii elektronowej, a na koniec wszystkie te elementy zostały połączone za pomocą modelowania”.

Wcześniejsze badania neurologiczne uważały, że skład i architektoniczne towarzystwo małych, przysadzistych i krótkotrwałych synaps oraz dużych, przypominających grzyby, nieodwracalnych synaps z pewnością będzie różne. Co ciekawe jednak, oceny dokonane przez Rizzoliego i jego współpracowników ujawniły, że synapsy przysadziste i podobne do grzybów mają zasadniczo podobne towarzystwo, z porównywalnymi standardowymi liczbami duplikatów białek, jak również położeniem geograficznym.

Lepsza ocena połączenia każdego białka z postsynaptyczną masą grubości sugerowała, że ​​kolce przypominające grzyby miały wyższą wytrzymałość synaptyczną. Innymi słowy, przysadziste kolce dendrytyczne wydawały się znacznie mniej skłonne do prawidłowej odpowiedzi na wibrujące modyfikacje w transmisji synaptycznej niż kolce podobne do grzybów.

Poszukiwania zebrane przez tę grupę naukowców mogą mieć wiele istotnych konsekwencji. Okoliczności mogą częściowo opisać, dlaczego przysadziste kolce dendrytyczne są krótkotrwałe, a także powoli zanikają, gdy ustali ludzki umysł, podczas gdy kolce podobne do grzybów są nieodwracalne i odgrywają zasadniczą rolę w działaniu dorosłego umysłu .

„Pracujemy teraz nad podobnym modelem składu białka dla całej komórki (neuronu)” – twierdzi Rizzoli.