為了更多地了解哺乳動物的大腦，哥本哈根大學的研究人員取得了一項令人難以置信的發(fā)現(xiàn)。也就是說，一種能夠產(chǎn)生大腦信號的重要酶會隨機打開/關閉，甚至需要數(shù)小時的“休息時間”。這些發(fā)現(xiàn)可能對我們對大腦的理解和藥物開發(fā)產(chǎn)生重大影響。今天，這一發(fā)現(xiàn)登上了《自然》雜志的封面。
數(shù)以百萬計的神經(jīng)元不斷地相互傳遞信息以塑造思想和記憶，讓我們隨意移動我們的身體。當兩個神經(jīng)元相遇交換信息時，神經(jīng)遞質會在一種獨特的酶的幫助下從一個神經(jīng)元傳輸?shù)搅硪粋€神經(jīng)元。
這個過程對于神經(jīng)元交流和所有復雜生物體的生存至關重要。直到現(xiàn)在，全世界的研究人員都認為這些酶始終處于活躍狀態(tài)，可以持續(xù)傳遞基本信號。但事實遠非如此。
哥本哈根大學化學系的研究人員使用一種開創(chuàng)性的方法仔細研究了這種酶，發(fā)現(xiàn)它的活性以隨機的時間間隔開啟和關閉，這與我們之前的理解相矛盾。
“這是第一次有人研究這些哺乳動物大腦酶一次一個分子，我們對結果感到敬畏。與普遍的看法相反，與許多其他蛋白質不同，這些酶可能會停止工作幾分鐘到幾小時。不過，人類和其他哺乳動物的大腦奇跡般地能夠發(fā)揮作用，”哥本哈根大學化學系幾何工程細胞系統(tǒng)中心的 Dimitrios Stamou 教授說。
直到現(xiàn)在，此類研究都是使用來自細菌的非常穩(wěn)定的酶進行的。使用這種新方法，研究人員首次研究了從大鼠大腦中分離出的哺乳動物酶。今天，這項研究發(fā)表并登上了著名科學雜志《自然》的封面。
酶轉換可能對神經(jīng)元通訊具有深遠影響
神經(jīng)元使用神經(jīng)遞質進行交流。為了在兩個神經(jīng)元之間傳遞信息，首先將神經(jīng)遞質泵入小膜囊(稱為突觸小泡)。膀胱充當儲存神經(jīng)遞質的容器，并僅在需要傳遞信息時才在兩個神經(jīng)元之間釋放它們。
這項研究的核心酶，稱為 V-ATPase，負責為這些容器中的神經(jīng)遞質泵提供能量。沒有它，神經(jīng)遞質就不會被泵入容器，容器也無法在神經(jīng)元之間傳遞信息。
但研究表明，在每個容器中，只有一種酶;當這種酶關閉時，就沒有更多的能量來驅動神經(jīng)遞質加載到容器中。這是一個全新的意外發(fā)現(xiàn)。
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