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欧洲娱乐电子游戏网址:脑细胞如何建立基础设施以增长和创造记忆

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今天发表在《科学进展》上的研究为启用神经元的形状,生长和运动的分子机制提供了新的思路。这是科学家首次揭示大脑如何在细胞内传递遗传密码,这一过程被认为对于长期记忆的形成和存储至关重要。

脑细胞,也称为神经元,是具有长分支的复杂的专门细胞。为了生长,神经元在分支的特定位置构建蛋白质,以便它们可以形成新的突起,控制它们的移动方向并与其他神经元建立连接。这个过程在大脑发育过程中尤其重要,它可以帮助不同类型的神经元在更广泛的大脑组织中找到自己的位置。构建成千上万种不同类型有用蛋白质的遗传蓝图以mRNA的形式连续地在细胞分支周围移动,这是从DNA复制的遗传信息。

神经元是动物细胞中最长的一种,如何在正确的时间将正确的基因蓝图传递到正确的位置是一个悬而未决的问题。据认为,它们是由驱动蛋白-一种长有两英尺的细长蛋白-一只脚在另一只脚上行走到目标目的地-运输的,但是没有直接的证据证明这一点。每个活细胞都有一个自组装高速公路网络,可将大分子材料从一侧转移到另一侧。不同的车辆忙于运送数千种不同的货物,其中驱动蛋白是最常见的类型。

现在,巴塞罗那基因组监管中心(CRG)的科学家发现,一种叫做KIF3A / B的驱动蛋白可以转运mRNA,它使用另一种称为腺瘤性息肉病(APC)的蛋白作为结合驱动蛋白和mRNA的衔接子。货物。蛋白质运输至少两种编码微管蛋白和肌动蛋白的mRNA,这是神经元用来构建其细胞骨架的两种蛋白质。这对于塑造细胞至关重要,以便它可以与其他神经元形成新的连接。

该发现令人感兴趣,因为mRNA在记忆的存储和形成中起关键作用。先前的研究表明,编码蛋白质β-肌动蛋白的mRNA持续沿着突触(两个神经元之间的连接点)移动。当突触反复接收信号时,mRNA会被用于制造β-肌动蛋白,这对于加强突触和加强两个神经元之间的附着至关重要。反复刺激突触会不断增强连接,欧洲娱乐电子游戏网址:这被认为是记忆的形成方式。

“西班牙神经科学家圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔(Santiago Ramon y Cajal)首先提出,我们的大脑通过增强神经突触,改变形状来保存记忆,从而使脑细胞能够牢牢地相互抓住并更有效地传导信号。”该研究的作者。“一个多世纪以后,我们正在描述一种可能的机制来支撑他的理论,表明他的时代有多领先。”

研究人员使用试管中的纯组分合成了细胞自组装的高速公路,从而揭示了各个构件的功能以及它们如何共同运输mRNA。怀疑对神经元mRNA的运输很重要的纯化蛋白用不同的荧光染料标记,并在高灵敏度显微镜下进行了研究,该显微镜可以检测单个分子的快速运动。

研究人员发现,mRNA及其衔接子APC会开启驱动蛋白的点火,从而激活该蛋白。发现转运的mRNA具有特殊的定位信号,该信号控制将不同的mRNA加载到驱动蛋白上的效率。即使对该信号进行了微小的改变,也影响了mRNA到达其目标目的地的过程,这表明脑细胞发展出了复杂的机制来控制数千种不同信息的传递。当不运载货物时,驱动蛋白转移到节能模式以节省燃料,直到他们下一次工作为止。

塞巴斯蒂安·莫尔(Sebastian Mauer)说:“找到运输mRNA所需的确切媒介就像在大海捞针中寻找针头,这就是为什么大多数人认为这是不可能的。” “但是我们做到了,没有CRG或西班牙政府对风险项目的公共资助,这是不可能的。”

“我们将继续研究构成神经元复杂后勤网络的运输系统。了解脑细胞发育的分子机制对于抵抗痴呆症和神经发生性疾病等全球挑战至关重要。”

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