Cell：讓分子各就其位
日期：2012-06-04 08:35:40
來自貝勒醫(yī)學(xué)院，耶魯大學(xué)等處的研究人員發(fā)表了題為“A Distal Axonal Cytoskeleton Forms an Intra-Axonal Boundary that Controls Axon Initial Segment Assembly”的文章，發(fā)現(xiàn)了一種遠(yuǎn)端軸突骨架能作為邊界，讓錨蛋白AnkyrinG能在合適的位置定位，行使功能，這一成果公布在Cell雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是貝勒醫(yī)學(xué)院副教授Matthew N. Rasband，他表示，“眾所周知，AnkyrinG是軸突形成起始段必需的蛋白因子，沒有這種軸突起始段，就不能完成神經(jīng)細(xì)胞中的信息輸出”，“目前發(fā)現(xiàn)的所有軸突起始段蛋白都需要AnkyrinG，因此如果這種蛋白缺失，那么軸突起始段就無法形成，神經(jīng)信息無法傳遞。”
為了解答AnkyrinG如何達(dá)到合適的位置，行使功能的，文章的第一作者，貝勒醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)博士后研究員Mauricio Galiano，與Rasband一道，著手分析軸突起始段形成的機(jī)制，結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)發(fā)育過程中，AnkyrinG總是準(zhǔn)確出現(xiàn)在同一位點(diǎn)。
“這種蛋白進(jìn)入軸突，然后就像是撞到墻壁一樣，不能再往前走一步了”，Rasband說，“我們觀察到，這種蛋白在非常接近細(xì)胞體的位置停了下來，開始裝填。這說明在這一區(qū)域存在某種邊界，或者屏障。”
為了進(jìn)一步了解這種邊界的特性，研究人員又進(jìn)一步分析了，當(dāng)干擾，或者去除這種邊界后，AnkyrinG在不同區(qū)域聚集的情況。
在細(xì)胞培養(yǎng)小鼠模型中，研究人員沿著軸突移動(dòng)不同距離的邊界，這樣他們能改變軸突起始段的長度，如果邊界距離細(xì)胞的位置，比起始段長，那么邊界就長，如果離的近，那么這個(gè)長度就會(huì)減少。
而當(dāng)研究人員將邊界完全移開，那么AnkyrinG就無法在合適的位置聚集，軸突起始段也無法形成。
“我們開始預(yù)計(jì)，是有一種分子來募集AnkyrinG，但結(jié)果發(fā)現(xiàn)是一種邊界屏障”，Rasband說，“這一發(fā)現(xiàn)意義重大，因?yàn)檫@表明不僅是軸突起始段，AnkyrinG蛋白發(fā)現(xiàn)的所有區(qū)域，都有可能具有相似的屏障機(jī)制。”
Rasband表示，在許多失序癥，比如自閉癥，或者癲癇，AnkyrinG負(fù)責(zé)形成的蛋白都出現(xiàn)了問題，因此了解這些分子機(jī)制，也許將為研發(fā)疾病治療靶標(biāo)，提供依據(jù)。
錨蛋白（Ankyrins）是一類廣泛分布于細(xì)胞膜上，由多個(gè)錨蛋白重復(fù)序列（ANK）結(jié)構(gòu)域構(gòu)成的連接蛋白。在多種可興奮細(xì)胞，包括神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞以及骨骼肌細(xì)胞中，AnkyrinG不僅通過與細(xì)胞骨架蛋白和細(xì)胞黏附分子連接，參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)形成和分化，還能夠直接與蛋白激酶和離子通道蛋白等胞膜蛋白連接，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外離子交換以及電信號的生成和傳導(dǎo)。研究認(rèn)為AnkyrinG表達(dá)異常有可能成為某些可興奮細(xì)胞相關(guān)疾病發(fā)病機(jī)制的一部分。
