——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
電有正負(fù)極,磁有南北極,細(xì)胞也具有極性特質(zhì)。自然界中,有不少可直接感知的細(xì)胞極性現(xiàn)象,例如渦蟲(chóng)的切斷體進(jìn)行再生時(shí),從朝向原來(lái)頭部的斷面上再生出頭部,從朝向原來(lái)尾部的斷面上再生出尾部。近日,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王朝教授課題組揭示了維持神經(jīng)細(xì)胞極性的分子機(jī)理,相關(guān)成果在線發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》。
神經(jīng)系統(tǒng)是人體中最重要的功能調(diào)控系統(tǒng)。作為神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能單位,神經(jīng)細(xì)胞是一類高度極化的細(xì)胞。典型的神經(jīng)細(xì)胞由接收信號(hào)的樹(shù)突、胞體和傳遞信號(hào)的軸突組成。不同的物質(zhì)組成構(gòu)成了樹(shù)突、胞體、軸突不同的形態(tài)和各自獨(dú)特的生理功能,從而維持神經(jīng)細(xì)胞極性。
在生物學(xué)中,支架蛋白是許多關(guān)鍵信號(hào)通路中的重要調(diào)控因子。一種名為“Ankyrin-G”的神經(jīng)支架蛋白作為神經(jīng)細(xì)胞軸突起始段中最重要的蛋白質(zhì)復(fù)合物組織者,是該起始段的標(biāo)志性蛋白。這種蛋白通過(guò)選擇性地調(diào)控進(jìn)入軸突的蛋白和特定細(xì)胞器,從而維持神經(jīng)細(xì)胞分別構(gòu)成軸突和樹(shù)突的極性。然而,這一選擇性調(diào)控物質(zhì)進(jìn)出軸突的分子基礎(chǔ)目前還不是很清楚。
在此研究中,王朝研究組通過(guò)體外生化實(shí)驗(yàn)確定了Ankyrin-G與細(xì)胞內(nèi)重要分子馬達(dá)復(fù)合物的調(diào)控蛋白Ndel1的直接相互作用,并進(jìn)行了定量的結(jié)合能力檢測(cè),通過(guò)系統(tǒng)性比較兩個(gè)蛋白間結(jié)合的解離常數(shù),在生化層面對(duì)復(fù)合物的組裝進(jìn)行了系統(tǒng)分析。通過(guò)在小鼠海馬神經(jīng)元中對(duì)Ankyrin-G/Ndel1復(fù)合物進(jìn)行一系列細(xì)胞生物學(xué)研究,研究組發(fā)現(xiàn)Ankyrin-G/Ndel1復(fù)合物可以在神經(jīng)軸突起始段選擇性地阻止原本不屬于軸突的物質(zhì)進(jìn)入軸突,從而維持神經(jīng)細(xì)胞極性。
該項(xiàng)研究工作為理解神經(jīng)細(xì)胞軸突起始段組織構(gòu)架及神經(jīng)極性的維持提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),為相應(yīng)基因突變導(dǎo)致人類精神系統(tǒng)疾病的發(fā)病機(jī)制研究提供了理論基礎(chǔ)。
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