中国科研人员解密神经突触“黑匣子”

国际学术期刊美国神经科学学会会刊《神经科学期刊》(《Journal of Neuroscience》)近日以封面形式宣布了该项研究成果。

利用CryoET解析离体培养海马神经突触三维构造的三维可视化渲染图（Journal of Neuroscience 的封面）

突触是大脑行为、意识、学习与影象等功能的最基本构造与功能单元，同时也是多种脑疾病发生的起源。
精确解析突触的分子组织架构及其在神经活动过程中的变革，被认为是解密大脑奥妙的最直接有效的方法，也是神经科学中最根本的研究事情之一。

早期，生化与分子生物学、电生理学等研究创造了突触中的各种大量分子和细胞器组份，并揭示了突触的各种功能特性和可塑性规则。
然而，由于研究手段的局限，突触中的这些不同组件是如何组织成繁芜的机器来实行不同的功能，还远远没有充分不雅观察和解析。

中国科学技能大学合肥微尺度物质科学国家研究中央与生命科学学院毕国强、刘北明与周正洪教授互助，利用最新发展的冷冻电子断层三维重构技能(cryoET)，结合自主研发的冷冻光电关联显微成像技能，实现了对中枢神经系统中两类最紧张突触的定量化剖析。
通过将大鼠的海马神经元培养在冷冻电镜的特型载网上，课题组得到了一系列完全突触在近生理状态下的三维构造。

结合定量剖析手段，首次宣布了抑制性突触的均匀薄片状突触后致密区构造，并创造两类突触中均存在椭球状突触囊泡，结束了关于两类突触在突触囊泡和突触后致密区形态风雅构造上的由来已久的辩论。

随后，课题组进一步得到了突触在分子水平的风雅组织架构，实现了在突触原位直接不雅观察单个神经递质受体蛋白复合物及其与支架蛋白的相互浸染。

这是当前国际上首次利用冷冻电镜技能对完全突触进行系统性定量剖析。
该事情一方面推动了对突触超微构造与功能这一“黑匣子”的解密，另一方面为打破冷冻电镜技能在繁芜细胞体系中原位解析生物大分子复合物的组织构造这一技能难题奠定了根本。
(完)