Op haar kernactiviteiten afhangt gezonde neurologische functie van de efficiënte passage van informatie tussen hersencellen via de synaps.
Uitzoeken hoe de synaps trafieken deze informatie--een proces genaamd transmissie--cruciaal is voor het begrip van de functie van de gezonde en zieke hersenen.
Nu, heeft een team geleid door onderzoekers aan Weill Cornell Medical College in New York City een cruciaal nieuwe stuk dat puzzel zag.
Hun bevindingen, gepubliceerd vandaag in Neuron, focus op de rol van een cellulaire enzym genaamd Synaptojanin 1 (Synj1).
Voorafgaand onderzoek had voorgesteld dat het enzym was sleutel tot bepaalde laat stappen in de synaptische vesikel cyclus, een kritiek aspect van synaptische functie. Maar de nieuwe studie vindt dat een van de eerste stappen in het vesikel cyclus in een proces dat bekend staat als endocytose verwijderen van synj1 uit de synaps dramatisch vertraagt.
"Door het uitschakelen van synj1 activiteit op belangrijke punten, vertraagde we effectief endocytose. Dat suggereert dit enzym is veel belangrijker dan we ooit hadden aangenomen vóór,"zegt studie senior auteur Dr. Timothy A. Ryan, professor in biochemie aan Weill Cornell Medical College.
Hier is hoe endocytose werkt: binnen hersencellen, informatie wordt opgeslagen als elektrische signalen. Echter, voordat die informatie kan worden doorgegeven cel-naar-cel, moet het eerst worden geconverteerd aan de oppervlakte van de cel in chemische signalen die via de synaps stromen.
Elke synaptische transmissie betrekking heeft op het vervoer van een pakket, of "vesikel," van de neurotransmitter chemicaliën. Elke synapse heeft slechts ongeveer 100 van deze pakketten.
"Endocytose impliceert de pendelen heen en weer van deze sac-achtige objecten van het celoppervlak van de naar de cel binnenland," zegt Dr. Ryan. Wanneer een blaasje leegt, is niet het weggegooid, echter. In plaats daarvan ondergaat het complexe chemische veranderingen die zij kunnen worden gerecycleerd en klaargemaakt voor gescoord.
Chemische signalering is cruciaal voor dit proces van recycling, en impliceert typisch het optellen of aftrekken van fosfaten uit belangrijke lipide moleculen. Synj1 is een ongewone soort fosfaat-het verwijderen van enzym of fosfatase.
"Het is ongebruikelijk, want het bevat eigenlijk niet een, maar twee verschillende enzymen--elk van die clips uit fosfaat op een verschillende standpunt of een domein op het lipide-molecuul, in dit geval de '4' en '5' posities," verklaarde hoofdonderzoeker Meera Mani, een kandidaat M.D/Ph.D. in Dr. Ryan's lab.
In het voorafgaande onderzoek vond researchers led by Dr. Pietro de Camilli, van de Yale University School of Medicine en het Howard Hughes Medical Institute, dat synj1 was essentieel vesikel recycling. Hun werk toonde dat synj1 geholpen strip blaasjes van een clathrin molecuul "jas" zodra het zijn lading had geleverd aan de celmembraan.
Samenwerken aan de nieuwe studie, wilde Dr. Ryan en Dr. de Camilli zien als synj1 een nog grotere rol gespeeld in het leven van de synaps.
"Wij vonden dat het doet," zegt Dr. Ryan. In feite, zegt endocytose vertraagt zodra synj1 is uitgeschakeld op elke belangrijke manier, hij.