分析神經細胞的詳細結構

 作為連接結構生物學和神經科學各個方面的多學科項目的一部分，研究人員使用了冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)作為主要研究工具，并將其與質譜，RNA測序和遺傳技術相結合。低溫EM成像技術使科學家能夠在極低的溫度和接近生理條件下確定蛋白質結構-特別是包含多個分子的較大復合物。該研究的第-一作者Matthew L. Kraushar博士(柏林馬克斯·普朗克分子遺傳學研究所(MPIMG)的神經科學家，之前是Spahn教授實驗室的成員)解釋說：“因此，我們可以使分子結構可視化可以在腦細胞內發(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的過程。哪些調節(jié)劑負責控制大腦中的蛋白質合成，它們如何對核糖體發(fā)揮控制作用?為了解決這個問題，柏林Charité大學的一組研究人員對大腦核糖體復合物的結構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。

蛋白質穩(wěn)態(tài)是指維持細胞中蛋白質水平的微妙平衡，這對神經元特別重要。蛋白質異常產生是許多腦部疾病的特征。在稱為新皮層的大腦皮層復雜部分的早期發(fā)育過程中，高精度蛋白質的生物試劑至關重要。在膜蛋白的生物試劑中尤其重要，膜蛋白在神經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“分子蛋白質工廠”，是蛋白質穩(wěn)定所涉及的調節(jié)過程的核心。一系列分子可影響核糖體功能，并負責控制不同組織和不同發(fā)育階段中特定蛋白質的產生。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研究人員已經成功地觀察到了發(fā)育中的大腦中核糖體的蛋白質產生。

Charité醫(yī)學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合物在大腦內部的作用中顯現(xiàn)出來。”“雖然核糖體復合物的結構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為負責大腦發(fā)育期間控制核糖體功能和特定蛋白質合成的新關鍵因子。”調節(jié)蛋白Ebp1(ErbB3結合蛋白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，新形成的蛋白質鏈通過該通道從核糖體中出現(xiàn)。通過這種互動，