病毒输送酶,研究人员可以查看蛋白质在大脑生活

第一次,研究人员已经开发出一个成功的方法确定蛋白质在不同类型的大脑神经元的一个活生生的动物。

由西北大学和匹兹堡大学的新研究提供了一个巨大的一步理解大脑的数以百万计的不同的蛋白质。所有细胞的构建块包括神经元,蛋白质的键来更好地理解复杂的脑部疾病如帕金森病和阿尔茨海默氏症,这可能导致新的治疗方法的发展。

这项研究将发表在《华尔街日报》8月11日自然通讯。

在新的研究中,研究人员设计了一个病毒发送一种酶活老鼠的大脑中的精确位置。来自大豆、酶基因标记周边蛋白质在预定的位置。验证后由大脑成像与荧光和电子显微镜技术,研究人员发现他们的技术拍了快照整个蛋白质组(或蛋白质组)神经元内生活,然后可以后期与质谱法分析。

“在细胞文化中类似的工作已经完成。但在培养皿中细胞不一样在大脑工作,和他们没有相同的蛋白质在同一个地方做同样的事情,”西北大学的说Yevgenia Kozorovitskiy该研究的资深作者。“这是一个更多的挑战做这项工作在复杂的小鼠大脑组织。现在我们可以把蛋白质组学的实力和把它放到更现实的神经回路的基因。”

化学标记蛋白质和他们的邻居,研究人员现在可以看到蛋白质在特定工作,控制区域和它们是如何工作的蛋白质组。随着病毒携带大豆酶,研究人员还用他们的病毒携带绿色荧光蛋白分离。

“病毒作为我们传递一条消息,“Kozorovitskiy说。“在这种情况下,消息进行这种特殊的大豆酶。然后,在一个单独的消息,我们将绿色荧光蛋白向我们展示哪些神经元标记。如果神经元是绿色的,那么我们知道那些神经元表达的大豆酶。”

Kozorovitskiy Soretta和亨利·夏皮罗的研究分子生物学教授,西北大学的神经生物学副教授Weinberg艺术与科学学院和的一员生命的化学过程。她和马修·麦克唐纳共同工作,匹兹堡大学的精神病学助理教授医疗中心。

蛋白质定位迎头赶上

虽然基因定位完全改变了生物学和神经科学,目标蛋白质已经严重落后。研究人员可以放大和序列和RNA的基因识别他们的确切的构建块。然而,蛋白质不能被放大和测序以同样的方式。相反,研究人员必须分配到蛋白质肽,然后把他们在一起,这是一个缓慢而不完美的过程。”

我们能够获得大量的牵引与遗传和RNA序列,但蛋白质的循环,”Kozorovitskiy说。然而每个人都认识到蛋白质的重要性。蛋白质是终极效应器细胞。理解蛋白质在哪里,它们是如何工作的,以及他们如何工作相对于对方是非常重要的。”

“质量spectroscopy-based蛋白质组学是一种功能强大的技术,说Vasin Dumrongprechachan,博士生Kozorovitskiy的实验室和论文的第一作者。“与我们的方法,我们可以将蛋白质组映射各种精度高和特异性脑回路。我们甚至可以量化他们看到多少蛋白质存在于神经元和大脑的不同部分。”

下一步:更好地了解大脑的疾病

现在这个新系统进行验证,愿走,研究者可以将它应用到疾病小鼠模型,以更好地了解神经系统疾病。

“我们希望将这种方法扩展到开始识别生化修改神经元蛋白质发生在特定的大脑活动模式或变化引起的刺激神经组织的药物以促进临床进步,“Dumrongprechachan说。

“我们期待这个模型与脑部疾病和连接这些研究后期蛋白质组学在人类的大脑工作,“Kozorovitskiy说。“这是准备适用于这些模型,我们迫不及待的开始。”

参考: