蛋白质小滴使神经元快速放电

在细胞内部，DNA紧密地堆积在细胞核中，刚性蛋白质使复杂的运输系统步入正轨，某些分子具有更简单的建立顺序的方式。他们可以自我组织，在拥挤的空间中彼此相遇，并迅速聚结成液滴，就像水中的油一样。

现在，霍华德·休斯医学研究所(HHMI)科学家的新发现于2018年7月5日在《科学》(Science)杂志上报道，这些液滴的作用不仅仅是保持细胞内部整洁。

在一项研究中，HHMI研究人员Pietro De Camilli及其同事证明了神经元内部的液滴如何保持信号在大脑中传播。另一方面，由HHMI研究人员Zhijian“ James” Chen领导的团队发现，危险感应酶的液滴会产生启动免疫反应的信号。

这些液滴的形成是称为相分离的现象。在过去的十年中，生物学家观察到蛋白质和RNA分子迅速将自身组织成试管内的液滴，并在细胞内发现了类似液体的液滴。

但是，这些液滴提供的优势(如果有的话)并不总是很清楚。De Camilli和Chen的新发现提供了一个答案-相分离与生物学功能之间的明确联系。

神经液滴

De Camilli在耶鲁大学医学院的实验室中研究了神经元如何管理在相邻细胞之间传递信号的神经递质。在细胞内部，这些信号分子驻留在称为突触小泡的微小膜结合球中。当传入的消息到达时，囊泡将其内含物释放到突触中，突触是一个细胞与其邻居进行通讯的空间。

每个细胞可以在称为神经末梢的结构中存储数千个囊泡。有时，单个终端可能需要在一秒钟内释放100多个突触小泡。De Camilli说，因此储备金的随时可用至关重要。

使用电子显微镜，科学家们已经看到突触小泡聚集在紧凑的结构中。在1980年代，作为保罗·格林加德(Paul Greengard)实验室的博士后研究员，德·卡米利(De Camilli)发现，这些簇高度富含与囊泡表面相关的蛋白质。研究人员称这种蛋白为突触蛋白。德卡米利说：“我们假设突触蛋白可能有助于将囊泡保持在一起，但我们从未真正了解它是如何工作的。”

没有膜或结构包裹着星团，德卡米利说，他想知道几十年来是什么将它们结合在一起的。当他听到其他生物学家的相分离发现时，他怀疑这种现象可能也适用于突触蛋白。

博士后研究人员德拉戈米尔·米洛瓦诺维奇(Dragomir Milovanovic)对突触蛋白的某些特征感到震惊，这些特征类似于可以相分离的其他蛋白质。他将荧光突触蛋白分子溶液滴到盖玻片上，看着它们迅速聚结成液滴。有时，两个油滴会融合为一个，就像油滴在水中会互相发现一样。在其他实验中，米洛瓦诺维奇(Milovanovic)观察到单个突触蛋白分子在液滴之间自由移动。就像科学家们猜到的一样，突触素的行为像液体。

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