中國(guó)科技網(wǎng)訊 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)1月7日?qǐng)?bào)道，美國(guó)約翰·霍普金斯大學(xué)科學(xué)家通過研究果蠅的神經(jīng)系統(tǒng)，揭示了幾種蛋白質(zhì)信號(hào)的活動(dòng)，這些蛋白質(zhì)信號(hào)能讓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)軸突知道該在何時(shí)、何地分支，伸向正確的肌肉目標(biāo)并與之連接。相關(guān)論文發(fā)表在近期《神經(jīng)元》雜志上。
果蠅要控制自身運(yùn)動(dòng)，必須有一套運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元將運(yùn)動(dòng)纖維和神經(jīng)索連在一起。在胚胎發(fā)育期，神經(jīng)細(xì)胞會(huì)發(fā)出絲狀軸突束，將神經(jīng)索和目標(biāo)肌纖維連接起來。起初，許多軸突一起向外伸展，隨著它們不斷前進(jìn)，一些軸突必須在特定地點(diǎn)退出共同的“高速路”，去往特定的目的地。“如果軸突分支失敗、分支太早或太頻繁，就可能在關(guān)鍵的肌肉—神經(jīng)連接上留下空白。”約翰·霍普金斯大學(xué)基礎(chǔ)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)教授、霍華德·休斯醫(yī)學(xué)院研究員亞歷克斯·克羅金說。
在實(shí)驗(yàn)中，研究小組滅活并控制了果蠅的相關(guān)基因，觀察運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的分支情況。他們發(fā)現(xiàn)，一起向外“旅行”的軸突表面都有一些蛋白質(zhì)，其作用就像雙向發(fā)報(bào)機(jī)，讓軸突能彼此通訊，協(xié)調(diào)它們的運(yùn)動(dòng)方式，以確保每條肌肉纖維都有神經(jīng)細(xì)胞與之連接。
通訊中心是一種叫做Sema-1a的蛋白，位于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元軸突的表面。如果鄰居軸突表面有另一種叫做PlexA的蛋白，就會(huì)受Sema-1a排斥而從軸突束上轉(zhuǎn)向離開，所以Sema-1a的作用就像一個(gè)指令信號(hào)，而PlexA是接受該指令的受體。但在實(shí)驗(yàn)中，他們發(fā)現(xiàn)Sema-1a也能作為PlexA的受體?？肆_金說：“我們?cè)詾檫@對(duì)表面蛋白是‘單向發(fā)報(bào)機(jī)’，只能向一個(gè)方向傳遞信息，而現(xiàn)在我們知道信息傳遞可以是雙向的?！?/p>
除了識(shí)別出這一“雙向”通訊系統(tǒng)，他們還發(fā)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)軸突上的其他蛋白，如被稱為Pebble、RhoGAPp190、Rho1的蛋白基因，Sema-1a在接受一個(gè)PlexA信號(hào)之后，還能與這些蛋白互相作用，決定軸突的行為。
“這一信號(hào)系統(tǒng)非常復(fù)雜，我們還未能理解總體的控制機(jī)制，但離此目標(biāo)已經(jīng)近了一步?！笨肆_金指出，人體中也有Sema-1a的“親緣”蛋白，已知與精神分裂癥有關(guān)，但其在疾病中的具體作用還不清楚。哺乳動(dòng)物體內(nèi)也有同類的信號(hào)蛋白，對(duì)免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、心臟發(fā)育及腫瘤發(fā)展都有著調(diào)節(jié)作用，研究這些蛋白對(duì)研究人類疾病有著廣泛影響。（常麗君）
