MADISON - 神經生物學的一個基本問題讓人想起起跑線上的一輛賽車：發動機正在轉速，但制動器已開啟。系統準備就緒，但受到嚴密控制。
當燈光閃爍綠色時，汽車開始爆炸。
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當不同類型的制動器脫離時，在兩個神經細胞之間的連接處發生類似的過程。此時，控制神經信號化學物質釋放的機器打開了一個“融合孔”，允許這些神經遞質逃逸。只有這樣一個信號 - 包含在稱為囊泡的微小包裝中 - 釋放到其他神經元。
今天，在自然通訊雜志上，威斯康星大學麥迪遜分校神經科學教授埃德溫查普曼描述了該系統的一個關鍵組成部分 - 制動器或“夾具”，它可防止融合孔完成其形成和開幕。
霍華德休斯醫學研究所調查員查普曼說：“我們需要囊泡來釋放它們的內容。”“但釋放并不總是合適的。防止毛孔完全形成和開放同樣重要。但今天，夾緊或抑制毛孔的生理學問題引起了激烈的爭論。我們相信我們對發生的事情有一個確定的答案在哺乳動物神經元中，它與其他人根據無脊椎動物神經元的研究發現的不同。“
融合孔在突觸中形成，即相鄰神經元之間的連接。包含“SNARE”蛋白質的孔在鈣離子噴射引發開口之前不能釋放信號。鈣傳感器是一種名為突觸結合蛋白的蛋白質，Chapman現在發現，它也是融合鉗的關鍵。
跨越突觸的傳遞構成了神經系統的每個功能的基礎：發出肌肉運動的信號，回憶童年的記憶，感受一個熱爐或思考微積分問題。這些中的每一個都建立在神經信號的復雜編排上，通過融合孔釋放的囊泡中包含的神經遞質從一個神經元傳遞到另一個神經元。
毛孔形成需要SNARE蛋白的發現獲得了2013年諾貝爾獎。但查普曼和其他人提出了一個關鍵問題：如果SNARE如此適應毛孔，為什么毛孔通常會閉合?
“對突觸有很多關注，但沒有確定的答案，”他說。“是什么讓SNARE不能形成開放的熔合孔?什么是制動器，夾具?什么時候關閉它直到合適的時間?”
在Nature Communications，Chapman，最近的博士后研究員Nicholas Courtney及其同事報告了他們對兩種候選鉗夾分子的研究：絡合素和一種稱為syt-1的突觸結合蛋白。
查普曼說：“從果蠅和蠕蟲中可以得到這種強有力的證據，即復合物是夾鉗。”“但我們的新研究排除了在哺乳動物中的作用。
“存在很多混亂，因為不同的模型系統會產生不同的結果，”查普曼補充道。“但是我們在一個模型系統中采取了長期，全面的觀察 - 在一個盤子里的哺乳動物細胞。問題是：復合素或syt-1是夾鉗嗎?還是它們一起工作?”
他發現，在哺乳動物中，絡合素不能成為融合鉗，因為它起著積極的作用，實際上有助于打開毛孔。奇怪的是，復合素通過syt-1輔助該功能。
但syt-1本身能夠夾住毛孔。
“Syt-1因此是長期尋求的制動器，可防止突觸間的錯誤信號，”查普曼說。
Chapman說，賽車類比很合適，因為在神經系統中必須有觸發速度。
“在我們的生理學中，神經末梢具有最嚴格的調節 - 毫秒精度，”他說。“當腎臟制造尿液時，它不需要這樣的準確性。但是神經元和神經內分泌細胞[就像那些產生腎上腺素的細胞]專門用于速度。你需要讓它們準備好，等待觸發。突觸是持有的處于被捕狀態，并且繁榮!它獲得信號，信號通過。突觸的速度決定了我們的大腦工作的速度。這是重要的事情。“
責任編輯：Rex_19
