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王广福课题组发文揭示亚细胞微区对突触可塑性的重要作用
Publisher:高雪  Time2018-07-24 View:148

生命科学中心王广福课题组在RasRap信号通路调节突触可塑性方面取得重要进展。论文以“RasRap通过不同亚细胞微区传递双向突触可塑性信号”(Ras and Rap Signal Bidirectional Synaptic Plasticity via Distinct Subcellular Microdomains)为题发表在神经科学著名期刊《神经元》(Neuron,影响因子14.318)上。王广福研究员为本文共同第一作者。

突触是神经元之间形成连接的部位,而突触可塑性则是指增强和减弱突触连接的能力。在学习和记忆中,突触可塑性有不同的表现形式,包括长时程增强、去增强和长时程抑制。过往的研究已经确定Ras家族小GTP酶(即RasRap2Rap1)可作为多信号转导级联的分子开关分别控制上述不同形式的突触可塑性。然而,RasRap蛋白在序列和结构上具有高度的同源性,可以被相同的上游信号激活也可以激活相同的下游效应器。因此,信号分子如何实现信号多样性和特异性这一细胞生物学中长期存在的问题被再一次提出。

通过靶向递送方法,RasRap蛋白被特异性地表达于内质网、脂质筏、主体膜、溶酶体或高尔基体上。然后,通过高分辨率膜片钳记录,王广福研究员及同事发现Ras通过内质网和脂质筏激活长时程增强信号通路,而Rap2Rap1分别通过主体膜和溶酶体激活去增强和长时程抑制信号通路。该研究不仅揭示了信号分子是通过不同亚细胞结构中的不同信号传导平台来实现信号多样性和特异性的,还提供了一个精确的调控工具和一个有效的研究策略,促进开发精确靶向药物以治疗各种疾病。

王广福研究员长期从事神经回路和突触可塑性领域的研究,并在研究中注重生物光子学技术的开发和应用。除本文章外,他参与研究的关于乙酰胆碱荧光探针的文章也于近日在《自然·生物技术》(Nature Biotechnology,影响因子35.724)上发表。乙酰胆碱是重要的神经递质,与学习记忆、阿尔兹海默病等相关。预计该文章的发表将促进人们对乙酰胆碱有更深入的认识。

王广福研究员2008年获得北京大学博士学位,2008-2017年在美国弗吉尼亚大学进行博士后研究。201712月全职加入哈尔滨工业大学生命科学中心。主要致力于大脑皮层神经元回路和与神经疾病相关的突触可塑性研究。研究成果发表在 Genes & development, Nature Neuroscience, Nature Protocols, Neuron, Cerebral Cortex, The Journal of Neuroscience 等国际顶级期刊。

 

  

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627318302836

文章链接:https://www.nature.com/articles/nbt.4184

Ras and Rap Signal Bidirectional Synaptic Plasticity via Distinct Subcellular Microdomains.pdf

A genetically encoded fluorescent acetylcholine indicator for in vitro and in vivo studies.pdf