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追随诺奖的脚步 Nature解析新融合形式

2013.12.10

  今年荣获诺贝尔生理/医学奖的三位科学家在细胞内吞过程做出了杰出的贡献,其中来自斯坦福大学的Thomas C. Südhof教授主要解析了神经元神经递质的传递过程。近期一组研究人员发现了一种新的神经细胞囊泡融合方式,这将有助于解析神经元的关键囊泡活动。

  细胞融合过程有两种方式:一种是形成暂时的融合孔,即所谓的“吻了就跑”(kiss-and-run)的方式,另一种是全融合的方式。其中这种有趣的“吻了就跑”方式是指有一些胞膜窖是比较稳定的成簇分布在膜上,随时准备着进行下一步运输,但是还有大约45%的胞膜窖是处于一种微妙的动态平衡状态,也就是吻完就跑状态。

  在这篇文章中,研究人员发现小囊泡将神经递质释放到神经元之间的空隙后,只需十分之一秒就能被回收形成新的囊泡。研究人员将这种新机制被命名为“超快内吞”。

  研究显示,一个囊泡的循环使用只需十分之一秒,回收过程发生在活性区域的边缘。活性区域是指神经细胞末端,囊泡将神经递质释放到突触的地方。研究人员认为这种超快内吞是囊泡回收最普遍的途径。

  近期Südhof教授也在Nature Medicine杂志上发表文章,详细介绍了神经递质释放过程的分子机制。

  科学家们此前已经知道,钙离子与这一过程有关。在上世纪90年代,Südhof就开始在神经细胞中搜寻钙离子敏感蛋白。最终,他阐明了对大量钙离子进行应答并指导临近的蛋白快速地让囊泡同神经细胞的外层膜相结合的分子机制—拉链被打开,信号物质释放出来。他的发现解释了如何获得这种时间上的精确性以及囊泡内的“货物”如何被按需释放。

  Südhof表示,他的研究成果与其它研究共同揭示了一个合理机制——解释了膜在递质释放过程中如何快速融合,这些融合又是如何受到钙离子的调控,以及突触囊泡钙离子调控融合是如何在突触前终端进行快速组织的。

  然而,随着许多研究成果的公布,也出现了更多新的问题,这些问题十分重要,比如说融合的精确物理化学机制,在大脑疾病病理过程中,融合机制扮演了什么样的角色?这一领域还有许多工作有待科学家们探索。

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