幾十年來，科學家通過觀察不同腦細胞群何時開啟來研究人類和動物大腦中復雜的活動模式。然而，對于了解大腦和相關疾病同樣重要的是，了解這些神經元保持活躍的時間以及何時再次關閉。
現在，斯克里普斯研究中心的科學家們開發(fā)了一種新技術，可以讓他們追蹤腦細胞在爆發(fā)性活動后何時關閉——這一過程稱為抑制。這項發(fā)表在《神經元》雜志上的技術提供了一種新方法，不僅可以研究大腦的正常功能，還可以研究大腦的“關閉開關”在正常行為以及疾病和失調(包括抑郁癥、創(chuàng)傷后應激障礙)中如何出錯。應激障礙和阿爾茨海默病。這篇論文的標題是“丙酮酸脫氫酶的磷酸化與神經元活動呈負相關”。
“人們普遍認為，神經元的抑制確實是大腦調節(jié)活動的主要方式，”資深作者、斯克里普斯研究中心教授兼阿比德-維維迪恩主席李曄博士說。“科學家們一直在尋找一種以更可追蹤的方式觀察抑制的方法，但到目前為止，很少有人找到它。”
為了開創(chuàng)這種新方法，葉與斯克里普斯研究中心的分子醫(yī)學教授約翰·耶茨 (John Yates) 合作。他們想要研究腦細胞在活躍放電時(發(fā)射電荷以向鄰居傳遞信息)與放電結束時相比有何變化。
科學家們利用光遺傳學(可以用光控制細胞的活動)來反復激活和抑制細胞。然后，他們測量了不同蛋白質及其修飾的水平和特征。他們發(fā)現，一種蛋白質丙酮酸脫氫酶(PDH)在腦細胞受到抑制后立即發(fā)生非常迅速的變化。
“當神經元放電時，需要大量能量，而這種 PDH 蛋白參與產生這種能量，”Ye 解釋道。“但大腦確實想要保存能量，因此當細胞放電完成時，我們發(fā)現大腦會迅速關閉 PDH 蛋白。這種情況發(fā)生的速度比我們在基因表達中看到的任何其他情況都要快得多。”
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