大腦中的關鍵『電氣開關』

一項新的研究揭示了AMPA受體的結構，AMPA受體是大腦中與學習，記憶，行為和情緒相關的重要受體。該圖像是使用單粒子cryo-EM方法確定的腦海馬區域中最常見的谷氨酸受體的表示。

圖片來源：OHSU

科學家已經揭示了大腦中與學習，記憶，行為和情緒相關的關鍵受體的結構。

發表在「 科學 」雜誌上的這項新研究首次揭示了AMPA受體在其自然狀態下的結構。這一發現可能會引發對各種神經系統疾病和疾病背後機制的新見解。

「這些是大腦的基本電子開關，」資深作者Eric Gouaux博士說，他是OHSU Vollum研究所的高級科學家，Jennifer和Bernard LaCroute神經科學術語主席，也是Howard Hughes醫學研究所的研究員。「如果這些開關不能正常工作，那麼大腦就不起作用。它可能導致癲癇發作，記憶喪失和阿爾茨海默病等神經退行性疾病。」

位於俄勒岡州波特蘭市的OHSU和美國能源部太平洋西北國家實驗室的研究人員使用低溫電子顯微鏡和目標質譜來揭示嚙齒動物中AMPA受體的結構和亞基排列。AMPA受體被神經遞質谷氨酸激活，形成可滲透的離子通道，其在整個神經系統的細胞之間傳遞信號。

通過辨別嚙齒動物工作結構的構成，科學家們可以在人類大腦的死後樣本中分離出相同的結構並進行比較。然後，他們可以確定健康AMPA受體的結構和組織與患有神經退行性疾病的人之間的差異。

事實上，Gouaux說OHSU的研究人員打算這樣做。

「這太令人興奮了，」他說。「我們無法保證，但我們想要做的是了解這些受體在破壞性人類疾病方面的差異，目前很少有治療方法。如果我們能夠獲得關於疾病機制的新見解，它可以為治療提供新方法。「

這項新發現是通過一項革新結構生物學領域的技術實現的。

使用cryo-EM的能力極大地提高了科學家在真正的自然狀態或本地狀態下辨別個體受體的能力。Gouaux以前依靠X射線晶體學來觀察中樞神經系統中的重要結構，然而這種技術需要科學家們堆積大量相同的分子，以便它們可以結晶形成其原生結構的人工圖像。

Cryo-EM使科學家能夠看到近原子細節的分子。

「這是一種敏感技術，你只需要少量分子，」Gouaux說。「現在我們可以檢查真正的受體，因為它存在於自然狀態。」

（來源：俄勒岡健康與科學大學）

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