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2013诺奖得主Südhof新文章:神经递质释放过程的分子机制

来源:ebiotrade / 作者:koo / 2013-10-16

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2013诺奖得主Südhof新文章:神经递质释放过程的分子机制

每个细胞都是一个生产和输送分子的工厂。例如,细胞会制造出胰岛素并让其进入血液中;名为神经递质的化学信号从一个神经细胞传递到另一个神经细胞等等。科学家们已经知道,这些输送过程由一种被称为“囊泡”的微小结构所介导。

今年荣获诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家就是在这个细胞基本过程中作出了杰出贡献,他们的发现对于我们理解“货物”如何在正确的时间、在细胞内外被精确地输送具有非常重要的影响。从酵母到人,不同的生物体利用相同的机制进行囊泡的输送和融合。

其中来自斯坦福大学的 Thomas C. Südhof 教授主要贡献在于阐释了信号如何指导囊泡精准地释放其“货物”的原理,近期他在《Nature Medicine》杂志上发表文章,详细介绍了神经递质释放过程的分子机制。

囊泡通过同神经细胞的外膜结合,从而将信号分子神经递质释放出来但是,这些囊泡只有在神经细胞需要给临近的神经细胞发送信号时,才被允许将其包含的神经递质释放出来。那么,如何对这种释放进行精确地控制呢?

科学家们此前已经知道,钙离子与这一过程有关。在上世纪 90 年代,Südhof 就开始在神经细胞中搜寻钙离子敏感蛋白。最终,他阐明了对大量钙离子进行应答并指导临近的蛋白快速地让囊泡同神经细胞的外层膜相结合的分子机制—拉链被打开,信号物质释放出来。他的发现解释了如何获得这种时间上的精确性以及囊泡内的“货物”如何被按需释放。

Südhof 表示,他的研究成果与其它研究共同揭示了一个合理机制——解释了膜在递质释放过程中如何快速融合,这些融合又是如何受到钙离子的调控,以及突触囊泡钙离子调控融合是如何在突触前终端进行快速组织的。

然而,随着许多研究成果的公布,也出现了更多新的问题,这些问题十分重要,比如说融合的精确物理化学机制,在大脑疾病病理过程中,融合机制扮演了什么样的角色?这一领域还有许多工作有待科学家们探索。

原文检索:

Thomas C Südhof. A molecular machine for neurotransmitter release: synaptotagmin and beyond. Nature Medicine, 07 October 2013; doi:10.1038/nm.3338

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