科学出版的研究揭示了大脑中的关键电子开关
科学家已经揭示了大脑中与学习，记忆，行为和情绪相关的关键受体的结构。发表在“科学”杂志上的这项新研究首次揭示了AMPA受体在其自然状态下的结构。这一发现可能会引发对各种神经系统疾病和疾病背后机制的新见解。
“这些是大脑的基本电子开关，”资深作者Eric Gouaux博士说，他是OHSU Vollum研究所的高级科学家，Jennifer和Bernard LaCroute神经科学术语主席，也是Howard Hughes医学研究所的研究员。“如果这些开关不能正常工作，那么大脑就不起作用。它可能导致癫痫发作，记忆丧失和阿尔茨海默病等神经退行性疾病。”
位于俄勒冈州波特兰市的OHSU和美国能源部太平洋西北国家实验室的研究人员使用低温电子显微镜和目标质谱来揭示啮齿动物中AMPA受体的结构和亚基排列。AMPA受体被神经递质谷氨酸激活，形成可渗透的离子通道，其在整个神经系统的细胞之间传递信号。
通过辨别啮齿动物工作结构的构成，科学家们可以在人类大脑的死后样本中分离出相同的结构并进行比较。然后，他们可以确定健康AMPA受体的结构和组织与患有神经退行性疾病的人之间的差异。
事实上，Gouaux说OHSU的研究人员打算这样做。
“这太令人兴奋了，”他说。“我们无法保证，但我们想要做的是了解这些受体在破坏性人类疾病方面的差异，目前很少有治疗方法。如果我们能够获得关于疾病机制的新见解，它可以为治疗提供新方法。“
这项新发现是通过一项革新结构生物学领域的技术实现的。
使用cryo-EM的能力极大地提高了科学家在真正的自然状态或本地状态下辨别个体受体的能力。Gouaux以前依靠X射线晶体学来观察中枢神经系统中的重要结构，然而这种技术需要科学家们堆积大量相同的分子，以便它们可以结晶形成其原生结构的人工图像。
Cryo-EM使科学家能够看到近原子细节的分子。“这是一种敏感技术，你只需要少量分子，”Gouaux说。“现在我们可以检查真正的受体，因为它存在于自然状态。”