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研究人员发现,如果脑转录本不能远远地传输到

2019-07-12 17:47:28 医学研究103℃

  研究人员发现,如果脑转录本不能远远地传输到神经元末端,那么学习就会受到影响 2008年7月10日 乔治敦大学医学中心的神经科学家已经解开了一个人类学习核心的谜团,他们说这个解决方案可能有助于解释某些形式的精神发育迟滞,并提供整体大脑功能的线索。 研究人员长期以来一直困惑于为什么一种被称为脑源性神经营养因子(BDNF)的基因,这种基因对海马神经元生长和相互连接的能力至关重要 - 形成记忆和学习的基础 - 产生两种不同的转录本然后每个都制造相同的蛋白质。 在7月11日出版的“细胞”杂志上,科学家报告了答案,这与运输有关。他们发现两个转录本(信使RNA或mRNA)中较长的一个包括“运动”分子附着的额外序列,以便将信息远离细胞核并向长树状分支移动被称为树突的神经细胞。在那里,蛋白质合成机器使用该mRNA产生蛋白质,帮助这些树突上的小突起(称为树突棘)生长。 较短的mRNA也从细胞核移动到神经元的细胞质中,但它们不需要被转运到树突。这些转录本产生相同的蛋白质,但在这种情况下,研究人员认为它们有助于轴突,即神经元长长的索状体生长。 当轴突和树突棘生长并相互接触,形成连接,并且现有的连接得到加强时,就会发生学习。科学家的研究结果提供了对树突棘如何生长和成熟的批判性理解,但这种理解可能会得到更广泛的应用。 研究的首席研究员,Baoji Xu,Ph。说,这是因为与BDNF的功能和功能障碍一样令人兴奋,因为它与人类学习有关,它们也与其他基因和蛋白质相关。 D.,乔治城药理学系助理教授。 “令人着迷的是,许多基因为同一种蛋白质产生了多个转录本 - 没有人知道为什么,”他说。 “因此我们在这里发现的可能非常适用于其他基因。它揭示了蛋白质亚细胞功能差异调节的机制。” 在这项研究中,徐和他的研究小组,包括国立儿童健康与人类发展研究所(NICHHD),埃默里大学和科罗拉多大学的研究人员,研究了为什么神经元需要两个“物种”的BDNF mRNAs。 相关故事哥伦比亚研究人员揭示了为什么一些胶质母细胞瘤对免疫治疗有反应血脑屏障破坏可导致与年龄相关的认知衰退研究表明致死性脑癌的新治疗策略该基因产生的生长因子使神经元生长,对大脑的初始发育至关重要;没有BDNF的小鼠出现发育缺陷并很快死亡。当需要时,BDNF也由成年大脑中的神经元分泌,并且通常当神经元之间的突触连接需要加强时,称为“突触可塑性”的条件是记忆和学习的基础。 “如果BDNF在成年动物的大脑中被删除,动物将很难学习新的任务,”徐说。 科学家们发现蛋白质翻译发生在树突中,他们认为这种蛋白质的产生对于突触可塑性非常重要,“但很难仅在树突中研究局部蛋白质合成,”Xu说。 “当你改变树突中的蛋白质合成时,你也会影响神经元其他部分的蛋白质生成。” 为了解决这个问题,徐和科学家设法创造了小突变体,其中长BDNF mRNA变体转化为较短的mRNA形式。他们发现,在这些小鼠中,树突棘正常形成,但不能正常成熟,并且不会“按需要”修剪。这个过程对于大脑的正常功能很重要。没有它,老鼠不能改善神经元的连接以响应学习,“他说。 Xu补充道,一些被诊断出患有精神发育迟滞的人患有同样的问题。 “在发育的某个阶段,树突棘的成熟被冻结。例如,在脆性X综合征中,有太多未成熟的树突棘。 “我们在突变体小鼠和脆性X中看到的相似,”他说。 “如果我们能找到一种方法来增加树突中的BDNF合成,它可能对精神发育迟滞的人有帮助。 “当然,这只是一种理论,但现在我们了解这两种不同mRNA的功能,我们可以开始探索它们的功能障碍在人类中引起的问题,”徐说。 出处:http://gumc.georgetown.edu/

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