美用生物熒光蛋白觀察神經元內蛋白質運動過程

　　網易探索8月26日報道 據物理學家組織網8月22日報道，最近，美國南加州大學一個研究小組利用從水母體內分離出的生物熒光蛋白，照亮了神經元內部并拍攝了一段視頻，揭示了蛋白質在神經細胞區室內運動的情景，可“看到”蛋白質定向地通過神經元以及大腦重建的過程。相關論文最近發表在《細胞?報告》雜志上。

　　神經元內部區室分兩種：軸突部分和樹突部分。軸突是負責把電信號傳給其他神經元的區域，而樹突是從其他神經元接受信號的區域。論文領導作者、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，蛋白質具有專門的定向性，只能進入其中一種區室。但不知道這種定向是怎么發生的，直到我們親眼目睹了它們是怎么向其中一種區室移動的。”

　　上世紀九十年代中期，科學家從水母體內分離出綠色熒光蛋白(GFP)。GFP受到藍光照射時，會發出亮綠色的熒光。用GFP做標記讓人們能看到細胞和神經元內部的蛋白質。但因為神經元內有許多不同的、互相重疊連接的路徑，至今還無法看到蛋白質在神經元內部的流動。

　　阿爾巴薩姆和同事開發出一種新技術，讓人們進一步看清了蛋白質是怎樣定向進入到兩種區室之一的。他們通過阻塞單條路徑，使浸滿了GFP的運輸泡產生堆積。運輸泡是一種攜帶膜蛋白的小泡泡，能在神經細胞內上下移動。然后用一種小分子藥物，使這些堆積的發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：“結果令人非常吃驚。我們發現那些攜帶膜蛋白質的運輸泡，應該進入樹突的并不是一開始就瞄準了樹突區室，而是兩種區室都有進入。但那些進入軸突區室的很快就停下來，被阻止進一步深入。”

　　蛋白質是構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，構成大腦的蛋白質就會變得和今天完全不同。”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，現在真實看到了這一情景。”