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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(lǐng)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(yīng)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