分析神經(jīng)細胞的詳細結(jié)構(gòu)

 作為連接結(jié)構(gòu)生物學(xué)和神經(jīng)科學(xué)各個方面的多學(xué)科項目的一部分，研究人員使用了冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)作為主要研究工具，并將其與質(zhì)譜，RNA測序和遺傳技術(shù)相結(jié)合。低溫EM成像技術(shù)使科學(xué)家能夠在極低的溫度和接近生理條件下確定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)-特別是包含多個分子的較大復(fù)合物。該研究的第-一作者Matthew L. Kraushar博士(柏林馬克斯·普朗克分子遺傳學(xué)研究所(MPIMG)的神經(jīng)科學(xué)家，之前是Spahn教授實驗室的成員)解釋說：“因此，我們可以使分子結(jié)構(gòu)可視化可以在腦細胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)高分辨率的核糖體。

蛋白合成是細胞中被稱為核糖體的大分子微調(diào)的過程。哪些調(diào)節(jié)劑負責(zé)控制大腦中的蛋白質(zhì)合成，它們?nèi)绾螌颂求w發(fā)揮控制作用?為了解決這個問題，柏林Charité大學(xué)的一組研究人員對大腦核糖體復(fù)合物的結(jié)構(gòu)進行了非常詳細的研究。研究小組能夠確定一個新的因素，它也參與控制大腦的發(fā)育。該研究的詳細信息已發(fā)表在Molecular Cell*中。

蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)是指維持細胞中蛋白質(zhì)水平的微妙平衡，這對神經(jīng)元特別重要。蛋白質(zhì)異常產(chǎn)生是許多腦部疾病的特征。在稱為新皮層的大腦皮層復(fù)雜部分的早期發(fā)育過程中，高精度蛋白質(zhì)的生物試劑至關(guān)重要。在膜蛋白的生物試劑中尤其重要，膜蛋白在神經(jīng)細胞之間的突觸接觸的細胞間位置中起著重要作用。核糖體是細胞的“分子蛋白質(zhì)工廠”，是蛋白質(zhì)穩(wěn)定所涉及的調(diào)節(jié)過程的核心。一系列分子可影響核糖體功能，并負責(zé)控制不同組織和不同發(fā)育階段中特定蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。這些各種因素在發(fā)育過程中與核糖體相互作用的方式仍然廣為人知。但是，一組Charité研究人員已經(jīng)成功地觀察到了發(fā)育中的大腦中核糖體的蛋白質(zhì)產(chǎn)生。

Charité醫(yī)學(xué)物理與生物物理研究所所長Christian Spahn博士說：“這是*以接近原子級的分辨率將核糖體復(fù)合物在大腦內(nèi)部的作用中顯現(xiàn)出來。”“雖然核糖體復(fù)合物的結(jié)構(gòu)已在其他組織和生物體中定位，但我們的方法使我們能夠確定Ebp1為負責(zé)大腦發(fā)育期間控制核糖體功能和特定蛋白質(zhì)合成的新關(guān)鍵因子。”調(diào)節(jié)蛋白Ebp1(ErbB3結(jié)合蛋白1的縮寫)與核糖體之間的相互作用發(fā)生在核糖體的出口通道，新形成的蛋白質(zhì)鏈通過該通道從核糖體中出現(xiàn)。通過這種互動，