分子医学研究所程平和课题组发现“线粒体炫”
来源:冰壶世锦赛网 发表于2019-07-30 05:53:34 编辑:薛蛮子
摘要: 为什么有的回忆能铭刻终身而有的只能存在几分钟?短期的回忆怎么转变为长时刻的回忆?近来,北京大学分子医学研讨所程平和-王显花课题组与中国科学

为什么有的回忆能铭刻终身而有的只能存在几分钟?短期的回忆怎么转变为长时刻的回忆?近来,北京大学分子医学研讨所程平和-王显花课题组与中国科学技术大学生命科学学院毕国强课题组协作,发现神经元树突“线粒体炫信号”在神经突触传递短时程回忆向长时程回忆的转化中或许发挥着关键作用,相关成果于2019年6月26日在Nature Communications在线宣布。

线粒体炫是程平和课题组于2008年初次报导的单个线粒体的量子化信号,它含有线粒体活性氧激增、基质瞬时碱化、膜电位瞬时下降等多重改变,时程为数十秒,是新形式的线粒体基本功能事情。线粒体炫广泛存在于多个物种及多种细胞,只需有功能性线粒体就存在线粒体炫信号。线粒体炫的发作,既是一个耗能的进程,又存在对细胞发作氧化应激损害的危险。多年来,程平和-王显花课题组一直在苦苦探寻线粒体炫为什么普遍存在的生物学解说。

 

分子医学研究所程平和课题组发现“线粒体炫”调控神经元突触水平的长时程回忆

突触可塑性是学习回忆的神经根底。在不同类型的神经活动的调控下,短时程的突触可塑性只能继续几秒到几分钟,而长时程的突触可塑性可维持数十分钟到数小时乃至更长。联合课题组猜想,线粒体炫或许参加突触可塑性的某种信号转导进程。为此,研讨者选取学习回忆的经典细胞模型——大鼠的海马神经元——为研讨目标,开展了长时程线粒体炫接连成像以及双光子飞秒脉冲激活线粒体炫等新技术。他们惊喜地发现,化学及电影响办法诱发突触的长时程增强总是伴有突触邻近一个或多个线粒体炫信号;人为激活线粒体炫信号,则可以安稳其邻近的突触增大,然后发作从短时程增强向长时程增强的转化;有意思的是线粒体炫对突触可塑性的有用调控有着确认的时刻窗口(影响后30分钟内有用)和空间规模(2微米以内有用),显现了线粒体炫调控突触可塑性机制的特异性与精确性。进一步研讨发现,线粒体炫的发作依赖于神经活动钙信号及钙依赖性激酶,其所开释的活性氧信号或许是促进突触长时程增强的信号分子。

该作业初次报导了在突触可塑性进程中,线粒体炫作为数字化的生物信号在线粒体接纳、整合、传递信号中的重要作用,其科学价值在于初次提醒树突线粒体和突触之间的双向信号传导机制。一起,该研讨为了解线粒体炫的生物学含义供给了一个典范,即部分、瞬时的活性氧爆发为“烧制”突触水平的长时程回忆供给了一种或许的分子与亚细胞机制。

本文一起榜首作者为付忠孝博士和谈笑博士,通讯作者为王显花副研讨员、程平和教授和毕国强教授。该项目得到中科院先导专项、“973方案”以及国家自然科学基金的支撑。

 

分子医学研究所程平和课题组发现“线粒体炫”调控神经元突触水平的长时程回忆

 

分子医学研究所程平和课题组发现“线粒体炫”调控神经元突触水平的长时程回忆

线粒体炫促进神经元突触长时程增大

修改:安定

 

分子医学研究所程平和课题组发现“线粒体炫”调控神经元突触水平的长时程回忆

 

分子医学研究所程平和课题组发现“线粒体炫”调控神经元突触水平的长时程回忆

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