大脑中关键的“电开关”:啮齿动物模型中的ampa受体的固有结构可能导致发现阿尔茨海默氏症等疾病背后的机制

科学家们揭示了大脑中与学习、记忆、行为和情绪相关的临界受体的结构。

发表在《科学》杂志上的这项新研究首次揭示了ampa受体在自然状态下的结构。这一发现可能导致人们对一系列神经系统疾病背后的机制有新的认识。

“这些是大脑的基本电子开关,”资深作者Eric Gouaux,博士,资深科学家,奥苏沃卢姆研究所神经科学的詹尼弗和Bernard LaCroute任主席,霍华德休斯医学研究所的调查员说。"如果这些开关不能正常工作,那么大脑就不能正常工作。他说安徽癫痫权威最好:“这可能导致癫痫发作、记忆丧失和阿尔茨海默氏病等神经退行性疾病。”

俄勒冈州波特兰的ohsu和美国能源部的太平洋西北国家实验室的研究人员使用了冷冻电子显微镜和靶向质谱技术,揭示了啮齿类动物的ampa受体的结构和亚单位排列。ampa受体由神经递质谷氨酸盐激活,形成渗透离子通道,在整个神经系统的细胞间传递信号。

通过识别啮齿动物的工作结构,科学家可以在人类大脑的死后样本中分离出相同的结构并进行比较。然后,他们可能能够确定健康的ampa受体的结构和组织与神经退行性疾病患者之间的差异。

Gouaux说,事实上,奥苏的研究人员正打算这么做。

“这是超级刺激,”他说。“我们无法保证,但我们想要做的是理解这些受体在毁灭性的人类疾病中是如何不同的,因为目前几乎没有治疗方法。“如果我们能对这种疾病的机制有新的认识,就能为治疗提供新的途径。”

这一新发现是通过一种技术而来的,这种技术正在使结构生物学领域发生革命性的变化。

使用冰晶态的能力极大地提高了科学家们在真实的自然或自然状态下辨别单个受体的能力。Gouaux以前依靠X射线晶体学来观察中枢神经系统中的重要结构,然而这项技术要求科学家将大量相同的分子堆积起来,这样它们就可以被结晶,从而形成一个人造的天然结构图。

科学家们可以通过低温环境来观察分子的接近原子的细节。

Gouaux说:“这是一种敏感的技术,你只需要少量的分子。”"现在,我们可以检查真正的受体,因为它存在于自然状态。"