分子相互作用调节trans-synaptic信号和突触形成

科学家在韩国大邱韩国庆北科技研究所(DGIST)和他的同事们发现了一些复杂的分子机制参与了大脑的神经回路的形成。他们的发现发表在《神经科学杂志》上和可能相关的发展中治疗疾病,如自闭症和精神分裂症。

突触发生是一个复杂的分子过程,促进增长和发展的神经光纤末端,这样他们就可以识别和与他们交流适当的神经纤维传播跨专业合作伙伴通过分子连接,称为突触。

“全面了解突触发生为设计新的治疗方法是至关重要的对许多毁灭性的脑部疾病,“DGIST神经学家说,教授Jaewon Ko。“所以这是至关重要的发展调整分子操作可以针对关键突触组件为了理解他们的角色。”

Ko教授和他的团队的科学家专门看着两个关键的突触粘附分子参与突触发生。Neurexins和白细胞常见antigen-related蛋白酪氨酸磷酸酶(LAR-RPTPs)跨膜蛋白,位于突触前发送端发展的神经连接。他们是已知参与突触的形成和维护。但它不清楚他们是否相互合作以及它们如何与其他突触分子调节突触的组织。

为了解决这些问题,科学家们进行了一系列的广泛的啮齿动物神经细胞培养实验,然后在果蝇在果蝇直接同源neurexins和LAR-RPTPs删除。他们观察到的两名成员LAR-RPTPs(称为PTPσ和PTPδ)所需neurexins促进突触前分化。在发送端发展中突触,neurexins绑定到两个LAR-RPTPs通过一组不同的分子取决于将兴奋或抑制性突触;换句话说,如果将发送信号激活或关闭其接收神经。

科学家们还发现,PTPσ和neurexin通过特定的聚糖直接交互,称为乙酰肝素硫酸盐,直接接收神经在兴奋性突触的形成。

“我们相信,我们的发现有意义的分子基础突触组织模型,提出一种新颖的和可能影响对于理解神经电路架构和大脑功能,”教授说。

团队正在调查下游机制的相互作用与LAR-RPTPs neurexins脊椎动物神经元,并正在努力确定一组胞内蛋白参与trans-synaptic突触前神经元的信号。进一步的研究是必要的在这些发现可以转化为临床研究。

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