2014年5月30日报告
研究人员创建了个体神经突触的高度详细的3D模型(w/视频)
(bob游戏医学快讯)德国的一组研究人员创建了一个非常详细的老鼠单个突触的3D计算机模型，显示了在从一个神经元向另一个神经元发送信息的过程中，大约3万个蛋白质的分布。在他们发表在杂志上的论文中科学，该团队描述了他们如何结合几种成像技术来创建模型，以及它能够显示什么。
简单地说，神经元之间通过突触传递信息，突触是神经元中专门将电信号转换为化学信号反之亦然。突触通常有两种，一种是发送信号的，一种是接收信号的。神经元当然有这两种，这使它们能够发送和接收信息。为了发送信息，来自神经元的电信号会传输到发送突触，在那里它们会遇到囊泡。受到电信号在美国，囊泡向一个神经元的发送突触和另一个神经元的接收突触之间的间隙释放一种叫做神经递质的化学物质。然后，接收突触处理消息，并根据它接收到的信号作出反应。
在发送突触中，囊泡通过装载神经递质并锁定位置，为行动做好了准备。一旦它们释放了它们的货物，它们就会被移回原位，这样其他囊泡就可以在它们被装满时工作——一旦准备好，它们就会再次被放置到位并投入使用。这种不断的循环不断地进行，使神经元能够处理稳定的信息流。在这项新的努力中，德国的研究小组使用了多种微观方法来捕捉发送突触的结构，以及在循环发生和信息发送时它发生了什么。
为了建立模型，研究人员分离了老鼠的大脑神经元并利用质谱、电镜、超分辨荧光显微镜和抗体染色对发送突触进行了不同的观察。通过这样做，他们能够确定62种参与循环过程的不同蛋白质的数量，以及它们在突触中的位置。这使得他们建立了一个模型，能够描述突触在这一过程的每个阶段的实际样子——这一壮举无疑将帮助许多其他神经科学家更好地理解大脑是如何完成所有它所做的事情的。
摘要
突触囊泡循环长期以来被作为细胞运输一般机制的模型。我们使用综合方法，结合定量免疫印迹和质谱法来确定蛋白质数量;用电子显微镜测量细胞器的数量、大小和位置;用超分辨荧光显微镜定位蛋白质。利用这些数据，我们生成了一个“平均”突触的三维模型，显示了30万个蛋白质的原子细节。参与突触囊泡循环同一步骤的蛋白质拷贝数密切相关。相比之下，拷贝数在不同步骤之间的变化超过三个数量级，从内体融合蛋白的约150个拷贝到胞外融合蛋白的超过20,000个拷贝。
©2014 Phys.org
