Die Studie zeigt die Struktur der Schlüsselrezeptoren, die an Gedächtnis und Lernen beteiligt sind – –

Wissenschaftler haben zum ersten Mal die Struktur um wichtige Rezeptoren im Hippocampus des Gehirns, dem Sitz des Gedächtnisses und des Lernens, entdeckt.

Die an der Oregon Health & Science University durchgeführte Studie wurde heute in der Zeitschrift veröffentlicht Natur.

Die neue Studie konzentriert sich auf die Organisation und Funktion von Glutamatrezeptoren, einer Art Neurotransmitterrezeptor, der an der Erfassung von Signalen zwischen Nervenzellen in der Hippocampusregion des Gehirns beteiligt ist. Die Studie zeigt die molekulare Struktur von drei Hauptkomplexen von Glutamatrezeptoren im Hippocampus.

Die Ergebnisse könnten sofort bei der Arzneimittelentwicklung für Erkrankungen wie Epilepsie nützlich sein, sagte der leitende Autor Eric Gouaux, Ph.D., leitender Wissenschaftler am OHSU Vollum Institute, Jennifer und Bernard Lacroute, Stiftungslehrstuhl für neurowissenschaftliche Forschung und Forscher bei Howard Hughes Medizinisches Institut.

“Epilepsie oder Anfallsleiden können viele Ursachen haben”, sagte er. “Wenn man die zugrunde liegende Ursache für die Anfallsaktivität einer bestimmten Person kennt, kann man möglicherweise kleine Moleküle entwickeln, um diese Aktivität zu modulieren.”

In Zusammenarbeit mit einem Mausmodell gelang den OHSU-Forschern der Durchbruch, indem sie ein chemisches Reagenz entwickelten, das auf monoklonalen Antikörpern basiert, um den Rezeptor und den ihn umgebenden Komplex von Untereinheiten zu isolieren. Anschließend bildeten sie die Assemblage mithilfe modernster Kryo-Elektronenmikroskopie im Cryo-EM-Zentrum im pazifischen Nordwesten ab, das sich auf dem South Waterfront-Campus der OHSU in Portland befindet.

Gouaux geht davon aus, dass die Technik die Strukturbiologie verändern wird.

“Es öffnet wirklich die Tür, um gezielt auf die Moleküle abzuzielen, auf die abgezielt werden muss, um eine bestimmte Erkrankung zu behandeln”, sagte er. “Ein Großteil der Arzneimittelentwicklung basiert auf Strukturen, bei denen Sie sehen, wie das Schloss aussieht, und dann einen Schlüssel entwickeln. Wenn Sie nicht wissen, wie das Schloss aussieht, ist es viel schwieriger, einen Schlüssel zu entwickeln.”

Zuvor mussten sich Wissenschaftler darauf verlassen, die tatsächlichen Rezeptoren nachzuahmen, indem sie Rezeptoren künstlich konstruierten, indem sie DNA-Segmente in Gewebekulturen kombinierten. Diese Technik weist jedoch offensichtliche Mängel auf.

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“Es funktioniert nicht perfekt, weil die realen Rezeptoren von einer Konstellation zusätzlicher, manchmal bisher unbekannter Untereinheiten umgeben sind”, sagte Gouaux.

Die neuen monoklonalen Antikörperreagenzien, die ebenfalls an der OHSU entwickelt wurden, ermöglichten es Wissenschaftlern, tatsächliche Glutamatrezeptoren aus dem Gehirngewebe von Mäusen zu isolieren. Anschließend konnten sie diese Proben mithilfe von Kryo-EM detailgetreu abbilden, wodurch sie die gesamte Anordnung von drei Arten von Glutamatrezeptoren zusammen mit ihren Hilfsuntereinheiten erfassen konnten.

“Bisher war dies unmöglich, da wir keine gute Möglichkeit hatten, Moleküle zu isolieren und nicht zu sehen, wie sie aussahen”, sagte Gouaux. “Das ist also eine super aufregende Entwicklung.”

Quelle der Geschichte:

Materialien zur Verfügung gestellt von Oregon Health & Science University. Original geschrieben von Erik Robinson. Hinweis: Der Inhalt kann nach Stil und Länge bearbeitet werden.

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