為了更多地了解哺乳動(dòng)物的大腦，哥本哈根大學(xué)的研究人員取得了一項(xiàng)令人難以置信的發(fā)現(xiàn)。也就是說(shuō)，一種能夠產(chǎn)生大腦信號(hào)的重要酶會(huì)隨機(jī)打開(kāi)/關(guān)閉，甚至需要數(shù)小時(shí)的“休息時(shí)間”。這些發(fā)現(xiàn)可能對(duì)我們對(duì)大腦的理解和藥物開(kāi)發(fā)產(chǎn)生重大影響。今天，這一發(fā)現(xiàn)登上了《自然》雜志的封面。
數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的神經(jīng)元不斷地相互傳遞信息以塑造思想和記憶，讓我們隨意移動(dòng)我們的身體。當(dāng)兩個(gè)神經(jīng)元相遇交換信息時(shí)，神經(jīng)遞質(zhì)會(huì)在一種獨(dú)特的酶的幫助下從一個(gè)神經(jīng)元傳輸?shù)搅硪粋€(gè)神經(jīng)元。
這個(gè)過(guò)程對(duì)于神經(jīng)元交流和所有復(fù)雜生物體的生存至關(guān)重要。直到現(xiàn)在，全世界的研究人員都認(rèn)為這些酶始終處于活躍狀態(tài)，可以持續(xù)傳遞基本信號(hào)。但事實(shí)遠(yuǎn)非如此。
哥本哈根大學(xué)化學(xué)系的研究人員使用一種開(kāi)創(chuàng)性的方法仔細(xì)研究了這種酶，發(fā)現(xiàn)它的活性以隨機(jī)的時(shí)間間隔開(kāi)啟和關(guān)閉，這與我們之前的理解相矛盾。
“這是第一次有人研究這些哺乳動(dòng)物大腦酶一次一個(gè)分子，我們對(duì)結(jié)果感到敬畏。與普遍的看法相反，與許多其他蛋白質(zhì)不同，這些酶可能會(huì)停止工作幾分鐘到幾小時(shí)。不過(guò)，人類和其他哺乳動(dòng)物的大腦奇跡般地能夠發(fā)揮作用，”哥本哈根大學(xué)化學(xué)系幾何工程細(xì)胞系統(tǒng)中心的 Dimitrios Stamou 教授說(shuō)。
直到現(xiàn)在，此類研究都是使用來(lái)自細(xì)菌的非常穩(wěn)定的酶進(jìn)行的。使用這種新方法，研究人員首次研究了從大鼠大腦中分離出的哺乳動(dòng)物酶。今天，這項(xiàng)研究發(fā)表并登上了著名科學(xué)雜志《自然》的封面。
酶轉(zhuǎn)換可能對(duì)神經(jīng)元通訊具有深遠(yuǎn)影響
神經(jīng)元使用神經(jīng)遞質(zhì)進(jìn)行交流。為了在兩個(gè)神經(jīng)元之間傳遞信息，首先將神經(jīng)遞質(zhì)泵入小膜囊(稱為突觸小泡)。膀胱充當(dāng)儲(chǔ)存神經(jīng)遞質(zhì)的容器，并僅在需要傳遞信息時(shí)才在兩個(gè)神經(jīng)元之間釋放它們。
這項(xiàng)研究的核心酶，稱為 V-ATPase，負(fù)責(zé)為這些容器中的神經(jīng)遞質(zhì)泵提供能量。沒(méi)有它，神經(jīng)遞質(zhì)就不會(huì)被泵入容器，容器也無(wú)法在神經(jīng)元之間傳遞信息。
但研究表明，在每個(gè)容器中，只有一種酶;當(dāng)這種酶關(guān)閉時(shí)，就沒(méi)有更多的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)神經(jīng)遞質(zhì)加載到容器中。這是一個(gè)全新的意外發(fā)現(xiàn)。
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