设为首页 | 添加收藏 |sitemap |百度地图 |
货真价实 坦诚无欺
新闻资讯

徕卡显微镜超分辨率显微镜帮助创造一个突触的首款3D模型

2014-07-02  发布者:admin 

 突触是信息的允许,使我们的大脑工作流的脑神经细胞之间的联系人。然而,这些高度复杂的结构的分子体系结构一直到现在为止未知。哥廷根,由 DFG 科研中心和卓越纳米显微镜群集和分子生理学的大脑 (CNMPB) 的医疗中心哥廷根大学,教授西尔维奥 · O.芮所领导的研究小组设法确定的拷贝数和所有重要的第一次一个突触的构建基块的位置。这使他们能够重建一个突触的第一个科学准确 3D 模型。这一努力取得了可能只能通过电子显微镜、 超分辨光镜 (STED)、 质谱分析和定量生物化学专家协作从 UMG,生物化学,哥廷根,马克斯 · 普朗克研究所和莱布尼兹研究所分子药理学,柏林。

 

在神经科学中新的和未被发现的土地

教授芮,出版物的资深作者说:"这一个突触的三维模型的神经学家,开辟一个新的世界"。特别是构建基块的分布和数量长期以来一直未知、 未被发现的土地。提出了一种由芮黎真教授和他的团队现在的模型显示几个成百上千的个别蛋白质在正确的拷贝数和它们的确切神经胞内定位。

"新模型显示,第一次,所需的不同的过程发生在突触,广泛不同数量的蛋白质"说博士本杰明 G.威廉,出版物的第一作者。新的研究结果揭示: 参与发行的信使物质 (神经递质) 从所谓的突触小泡的蛋白目前在突触每达 26,000 份。另一方面,参与相反的过程,回收的突触小泡蛋白是目前只有 1,000 4,000 副本每突触中。

这些详细信息帮助解决在神经科学中的持久争论: 如何许多突触小泡突触内的可以同时使用?很显然,足够多的蛋白质都存在以确保囊泡释放,但小泡循环利用蛋白质是足够的所有在突触囊泡的唯一 7 — — 11%。这意味着,绝大多数在突触小泡不能同时使用。

突触 — — 视频动画的 3D 模型

从获得的数据进行可视化突触的结构和蛋白质分布已创建令人印象深刻的视频动画:

 

神经学家的参考模型

最重要的见解的新模型揭示了,然而是拷贝数的蛋白质参与了同样的过程规模惊人高的程度。单元格的构造块是紧密的协调,以配合数,相当于一种高效的机械在一起。这是一个非常令人吃惊的发现,它仍然是完全不清楚该单元格如何管理协调拷贝数的蛋白质如此密切参与相同的过程。

新的模型将作为参考源的神经学家的所有专业在未来,并将支持未来的研究,因为蛋白质的拷贝数可以是他们的相关性的重要指标。但由芮黎真教授领导的研究小组并不打算就此打住:"我们最终的目标是重建整个神经单元格"。结合功能研究蛋白质间相互作用的个体这将可以用来模拟细胞功能在未来 — —"虚拟细胞"的创作。

图 1: 芮的实验室的团队。
 

医学研究的新机会

他的方法,研究神经细胞的分子解剖,教授芮已经授予 ERC 合并器格兰特 2013年。"教授芮的调查结果是壮观的",说教授博士 Heyo 赫,议长 UMG 董事会和医学系的系主任。"这个高度精确的突触模型会提供完全新的医学研究的可能性。这是另一个示例,演示在哥廷根大学医疗中心提供有吸引力的条件,为国际顶级研究。教授 Mathias Bähr 的 CNMPB 扬声器,一个说:"我们都很兴奋教授芮成功地完成这个项目这么快。这项研究的重大进展的健康的细胞神经蛋白分布与在我们一般的理解。在未来,这些研究结果将有助于识别异常的神经退行性疾病,如帕金森病神经解剖学"。


该项目是由欧洲研究理事会 (ERC) 和德意志研究联合会 (DFG) 资助的。成果已经发表在著名的科学杂志科学 5 月 30 日th2014.突出的影响这项工作,提出的模型已被选为各自一期科学 》 杂志的封面.