神經元由細胞體、軸突和樹突組成。動物大腦內的神經元樹突及其分支,在出生后仍在繼續形成和發展,大腦皮層錐體細胞的樹突就是一個很好的例子。
MST3(哺乳動物Sterile 20-like kinase 3)是一種廣泛表達的激酶,能夠促進軸突的生長。不過,人們還不了解MST3激酶信號對樹突絲、樹突棘和突觸有何影響。樹突絲是神經元探索胞外環境、尋找突觸前膜結構的一種方式。而樹突棘代表著神經元演化和成熟的程度,其功能是接受信息和形成突觸連接。
加州大學舊金山分校的著名學者詹裕農(Yuh-Nung
Jan)和葉公杼(Lily
Yeh
Jan)領導研究團隊發現,MST3對樹突絲、樹突棘和興奮性突觸的正確發育起到了必不可少的作用。這一成果于十一月十三日發表在Cell旗下的Neuron雜志上。
詹裕農和葉公杼是著名的華裔科學家伉儷,二人于1996年同時當選為美國科學院院士。從他們實驗室中走出了多位華人科學家,其中包括獲得Science雜志“青年科學家獎”的時松海,哥倫比亞大學楊建,麻省理工學院的沈華智和北京大學饒毅等等。
加州大學的研究團隊在體外培養的海馬體中,通過shRNA介導的MST3去除和kinase-dead MST3的表達,揭示了MST3對樹突絲、樹突棘和突觸的顯著影響。他們還通過子宮內電穿孔技術,敲減了錐體神經元中的MST3,結果使活體動物的樹突棘密度降低。
這項研究鑒定了十三個MST3的作用底物,明確了這些底物上的磷酸化位點。在這些底物中,TAO激酶能夠對樹突絲和樹突棘的發育進行調控。研究人員還采用SILAC技術,通過添加穩定同位素標記的氨基酸來標記蛋白質。研究表明,磷酸化的TAO1/2與Myosin Va的樹突定位有關,控制著它的招募情況。
詹裕農和葉公杼領導的研究團隊前不久在Cell Reports雜志上發表文章,通過在傷害感受神經元中篩選離子通道基因,揭示了感知引導果蠅運動的神秘機制。
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