识别|新技术可识别活体大脑蛋白质

研究人员首次开发出可以识别活体动物大脑中蛋白质的新方法 , 向弄清不同类型神经元中数百万种不同的蛋白质迈出了一大步 。 8月11日 , 相关论文发表于《自然—通讯》 。 该研究有望推动帕金森氏症和阿尔茨海默病等疾病新疗法的开发 。
【识别|新技术可识别活体大脑蛋白质】美国西北大学和匹兹堡大学研究人员设计了一种病毒 , 可以将一种酶输送到活老鼠大脑中的一个精确位置 。 研究人员表示 , 从大豆中提取的这种酶 , 能将邻近的蛋白质标记在预定的位置 。 研究人员能借助该技术拍摄活神经元内全部蛋白质(或蛋白质组)的快照 。
“以前 , 有科学家在体外细胞中做过类似的工作 , 但培养皿中的细胞并不像大脑中的细胞那样工作 。 ”论文通讯作者、西北大学的Yevgenia Kozorovitskiy说 , “在老鼠大脑的复杂组织中进行这项工作更具挑战性 。 现在 , 我们可以利用蛋白质组学的强大能力 , 在现实神经回路中展开研究 。 ”
通过对蛋白质及其邻体进行化学标记 , 研究人员现在可以了解蛋白质在特定受控区域内是如何工作的 , 以及它们在蛋白质组中是如何相互作用的 。 除了携带大豆酶 , 研究人员还使用一种携带绿色荧光蛋白的病毒 。
“我们发送绿色荧光蛋白来显示哪些神经元被标记了 。 如果神经元是绿色的 , 那么我们就知道这些神经元中表达了大豆酶 。 ”Kozorovitskiy说 。
当前 , 基因靶向技术已经改变了生物学和神经科学 , 但蛋白质靶向技术却落后了 。 通常研究人员可以对基因和RNA进行扩增和排序 , 以确定它们的组成部分 。 然而 , 同样的方式无法被用于蛋白质研究 , 相反 , 研究人员必须将蛋白质分成多肽 , 然后再将它们组合在一起 , 这是一个缓慢而不完美的过程 。
“蛋白质是我们细胞中的最终效应器 。 了解蛋白质在哪里、如何工作 , 以及它们之间的相互作用是非常重要的 。 ”Kozorovitskiy说 。
“基于质谱的蛋白质组学是一项强大的技术 。 ”论文第一作者、Kozorovitskiy实验室博士候选人Vasin Dumrongprechachan说 , “通过该方法 , 我们能以高精度和特异性绘制各种大脑回路的蛋白质组 , 我们甚至可以量化它们 , 看看有多少蛋白质存在于神经元和大脑的不同部分 。 ”
现在 , 研究人员可以将这个新系统应用于小鼠模型 , 以便更好地了解神经疾病 。 未来 , 他们希望扩展这种方法 , 进而识别神经元蛋白的生化修饰 。 “这些修饰发生在大脑活动的特定模式中 , 或由神经活性药物引起 , 识别它们有助于促进临床治疗的发展 。 ”Dumrongprechachan说 。 (唐一尘)
[责任编辑: 武玥彤 ]

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