Недавно совместное исследование, проведенное доктором. Б.И.
Гоцян из Китайского университета науки и технологий Китайской академии наук и доктор. CHENG Heping из Пекинского университета (PKU) выявил важную роль дендритной митохондриальной вспышки в преобразовании краткосрочной синаптической пластичности в долговременную пластичность, которая, как известно, является клеточным коррелятом долговременной памяти. Результаты опубликованы в Nature Communications.
Митохондриальная вспышка или «митохондриальная вспышка» была впервые идентифицирована доктором.
Команда CHENG Heping из PKU в виде квантованного сигнала на уровне одного митохондрии, включающего митохондриальные события, такие как деполяризация мембраны, производство активных форм кислорода (ROS) и подщелачивание матрикса, которые длятся десятки секунд. Несмотря на потребление энергии и опасный компонент АФК, митофлеш обнаружен в функциональных митохондриях всех типов и видов клеток.
Доктор. ЧЭНГ и доктор.
Команда Ван Сяньхуа годами занимается изучением биологической значимости митофлеша.
Синаптическая пластичность рассматривается как клеточная основа обучения и памяти. Вызванная различными паттернами нейрональной активности, кратковременная синаптическая пластичность длится от нескольких секунд до нескольких минут, тогда как долговременная пластичность длится от десятков минут до часов и даже дольше.
Совместная исследовательская группа предположила, что mitoflash может участвовать в передаче сигналов синаптической пластичности. Чтобы проверить эту гипотезу, докторанты использовали классическую клеточную модель, нейроны гиппокампа крысы, для изучения обучения и памяти, а также использовали набор новых методов, включая долгосрочное непрерывное отображение митовспышек и фотонную активацию отдельных событий митовспышек с помощью фемтосекундного лазера. импульсы.
С помощью этих новых методов исследователи обнаружили, что долгосрочное синаптическое потенцирование (ДП) всегда сопровождалось одной или несколькими митохондриями в соседних дендритных митохондриях после химического, электрического или глутаматного распада, индуцированного ДП . Более того, искусственно индуцированные митофлэш-вспышки могут, в свою очередь, способствовать переходу от кратковременной синаптической потенциации к долговременной потенциации.
Интересно, что регулирующий эффект митофлэша на синаптическую пластичность был эффективен только в критическом временном окне 30 минут и пространственной протяженности около 2 ?м, демонстрируя пространственно-временную точность этого регуляторного механизма. Дальнейшее исследование показало, что синаптический кальций и кальций-кальмодулинкиназа важны для индукции митофлэша, который, в свою очередь, высвобождает АФК, сигнализируя о долгосрочной синаптической пластичности.
Это исследование идентифицировало митофлэш как цифровые биосигналы, играющие важную роль в синаптической пластичности. Он впервые выявил двунаправленное взаимодействие между дендритными митохондриями и синапсами и показал, что локальный и временный всплеск АФК может обеспечить субклеточный механизм для «записи» краткосрочных синаптических изменений в долговременную память, что дало новое понимание биологическая значимость mitoflash.