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美用生物熒光蛋白觀察神經(jīng)元內(nèi)蛋白質(zhì)運動過程

據(jù)物理學家組織網(wǎng)8月22日報道，zui近，美國南加州大學一個研究小組利用從水母體內(nèi)分離出的生物熒光蛋白，照亮了神經(jīng)元內(nèi)部并拍攝了一段視頻，揭示了蛋白質(zhì)在神經(jīng)細胞區(qū)室內(nèi)運動的情景，可“看到”蛋白質(zhì)定向地通過神經(jīng)元以及大腦重建的過程。相關(guān)論文zui近發(fā)表在《細胞?報告》雜志上。

　　神經(jīng)元內(nèi)部區(qū)室分兩種：軸突部分和樹突部分。軸突是負責把電信號傳給其他神經(jīng)元的區(qū)域，而樹突是從其他神經(jīng)元接受信號的區(qū)域。論文領導作者、南加州大學博士生薩曼德?阿爾巴薩姆說：“十幾年前人們就知道，蛋白質(zhì)具有專門的定向性，只能進入其中一種區(qū)室。但不知道這種定向是怎么發(fā)生的，直到我們親眼目睹了它們是怎么向其中一種區(qū)室移動的。”

　　上世紀九十年代中期，科學家從水母體內(nèi)分離出綠色熒光蛋白（GFP）。GFP受到藍光照射時，會發(fā)出亮綠色的熒光。用GFP做標記讓人們能看到細胞和神經(jīng)元內(nèi)部的蛋白質(zhì)。但因為神經(jīng)元內(nèi)有許多不同的、互相重疊連接的路徑，至今還無法看到蛋白質(zhì)在神經(jīng)元內(nèi)部的流動。

　　阿爾巴薩姆和同事開發(fā)出一種新技術(shù)，讓人們進一步看清了蛋白質(zhì)是怎樣定向進入到兩種區(qū)室之一的。他們通過阻塞單條路徑，使浸滿了GFP的運輸泡產(chǎn)生堆積。運輸泡是一種攜帶膜蛋白的小泡泡，能在神經(jīng)細胞內(nèi)上下移動。然后用一種小分子藥物，使這些堆積的發(fā)光運輸泡在一次強光脈沖下突然釋放。論文通訊作者、南加州大學棟賽夫文理學院分子與計算生物學副教授多恩?阿諾德解釋說：“結(jié)果令人非常吃驚。我們發(fā)現(xiàn)那些攜帶膜蛋白質(zhì)的運輸泡，應該進入樹突的并不是一開始就瞄準了樹突區(qū)室，而是兩種區(qū)室都有進入。但那些進入軸突區(qū)室的很快就停下來，被阻止進一步深入。”

　　蛋白質(zhì)是構(gòu)成大腦的基本建筑材料。“人腦每天都在不斷地分解、重建。從今天開始一周之后，構(gòu)成大腦的蛋白質(zhì)就會變得和今天*不同。”阿諾德說，“這段視頻顯示了大腦的重建過程，以前我們只是知道這一過程，現(xiàn)在真實看到了這一情景。”

美用生物熒光蛋白觀察神經(jīng)元內(nèi)蛋白質(zhì)運動過程