张凯实验室:利用光来解剖神经元的发育

张实验室近日发表了一篇题为细胞化学生物学论文 “在PC12细胞分化受体酪氨酸激酶子电路光遗传学描绘。”

神经元发育过程中,使用过程中的不同阶段活化的生长因子和信号受体的分类。在一些情况下,一个单一的生长因子可以与产生不同的结果,如神经元生长,分化,或甚至死亡的多个受体相互作用。这些复杂性使得它很难研究的生长因子及其相应受体的贡献。

张实验室有兴趣神经生长因子,NGF或者,控制神经元的存活和分化。 NGF结合两种受体:TrkA和P75NTR。 TRKA被认为是一种高亲和力受体,而P75NTR是低亲和力受体。这两种受体互相配合并且独立。另外,结合P75NTR亲NGF,前体对NGF。这种相互作用导致细胞死亡。

一个人如何界定TrkA和P75NTR的各个功能?使用的信号传导分子,或配体,将是无益的,因为它会结合于两种受体。另一种方法是删除受体之一,并研究了下游的影响。这种做法也是无益的,因为它创建了一个开/关的情况,其在细胞中很少见到。

蜂窝环境包括被调谐到不同浓度的配体的信号的动态范围。复制此条件下,张实验室已经开发出一种光遗传系统,其中特定的受体使用光激活。 “虽然我们不添加任何配体,使用这种方法,我们修改TRKA回应光,从而使我们能够跟踪它在NGF存在控制途径,”张,在生物化学系助理教授。

其他实验室报道相对于TRKA功能矛盾的结果。目前还不清楚Y490和y785,TRKA两个停放地点,与信号的细胞内分子相互作用,是否刺激或抑制神经元分化。 “我们认为,这些差异是由于NGF的脱靶效应,如与P75NTR结合,”张说。使用光遗传学,该组显示两种Y490和y785激活以相加方式细胞分化。

光遗传学会帮助提供进一步的深入了解神经元疾病和癌症,因为单个蛋白质的贡献可以更好地理解。此外,光遗传学可用于研究其它细胞过程,例如胚胎发育,这涉及在信号强度逐渐变化。 “我们可以利用光线来激活某个分子。活化后,该光可以被关断,这将导致在信号强度缓慢降低。因此,光遗传学是在模仿这些细微调制一个强大的工具,”张说。

除了教授。张,生物化学研究生研究助理,约翰khamo和毗湿奴克里希纳穆尔蒂,以及研究生七莘路陈教授。从医学的辛辛那提大学的大学佳洁吊钱,促成了这一工作。

由专一仙,微生物学研究生,伊姆莱实验室编写的。

DOI://www.cell.com/cell-chemical-biology/fulltext/s2451-9456(18)30392-1

2019年1月17日 全部新闻