最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新

中國(guó)科技網(wǎng)訊 華中科技大學(xué)教授馬聰有關(guān)神經(jīng)細(xì)胞信號(hào)傳遞的最新研究成果為進(jìn)一步解開(kāi)大腦之謎提供幫助。12月20日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表了題為《神經(jīng)遞質(zhì)釋放中Munc18和Munc13蛋白重要功能的重組》的論文。該論文由馬聰和美國(guó)西南醫(yī)學(xué)中心喬瑟夫·里索教授領(lǐng)銜的研究組合作完成。

“一直以來(lái)，大家都知道神經(jīng)信號(hào)傳遞離不開(kāi)Munc18和Munc13。”馬聰?shù)妊芯亢蟀l(fā)現(xiàn)，Munc18和Munc13的活動(dòng)貫穿于神經(jīng)遞質(zhì)釋放全過(guò)程。“我們的工作將這兩類蛋白的功能和作用機(jī)制通過(guò)體外重組的方法完美呈現(xiàn)，并提出了一條高效的嚴(yán)格依賴這兩類蛋白相互作用的新通路。”

研究人員通過(guò)生物物理學(xué)手段，結(jié)合體外人工膜重組技術(shù)，第一次全方位闡述了參與神經(jīng)遞質(zhì)釋放的重要蛋白質(zhì)和磷脂分子介導(dǎo)膜融合的分子通路機(jī)制。該研究結(jié)果改變了人們目前對(duì)神經(jīng)遞質(zhì)釋放機(jī)制的認(rèn)知，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的膜融合分泌機(jī)制。

神經(jīng)細(xì)胞間的信號(hào)傳遞是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程。在神經(jīng)細(xì)胞突觸末端有許多裝載著神經(jīng)遞質(zhì)的囊泡。在動(dòng)作電位刺激下，鈣離子內(nèi)流，囊泡以毫秒級(jí)的速度與神經(jīng)突觸前膜發(fā)生膜融合，釋放神經(jīng)遞質(zhì)，將信號(hào)迅速傳遞到下一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞。整個(gè)過(guò)程離不開(kāi)蛋白質(zhì)和磷脂分子的共同相互作用。

過(guò)去的研究認(rèn)為，Snare蛋白復(fù)合體直接完成膜融合，使神經(jīng)遞質(zhì)得以釋放。然而，神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)缺少M(fèi)unc18或Munc13時(shí)，神經(jīng)遞質(zhì)釋放也會(huì)完全被阻斷。目前尚缺乏對(duì)這兩類蛋白的認(rèn)識(shí)，膜融合分子機(jī)制也非常不完善。

馬聰認(rèn)為，該工作是神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域里非常基礎(chǔ)和關(guān)鍵的科學(xué)研究，有助于人們?cè)谏飳W(xué)分子水平上認(rèn)識(shí)大腦如何進(jìn)行學(xué)習(xí)、記憶和思考。研究中提出的神經(jīng)遞質(zhì)釋放通路是否具有普遍性，是否同時(shí)存在“低效”和“高效”并行的膜融合通路，還有待驗(yàn)證。（通訊員張?chǎng)┾?陳軍 記者 劉志偉）