測繪技術揭示大腦的秘密蛋白質工廠

摘要: 多年前,一位科学家直接在mRNA水平上合成了“蓝管”蛋白,并由一位科学家大规模生产。然而,研究结果往往具有误导性。辻(Tsuji)等人利用一种名为Ribo-STAMP的革命性技术,绘制了一只小型大鼠海马体中2万个独立细胞实际蛋白质合成的高分辨率图谱。

目前的研究发现,脑细胞在执行基本指令方面的效率并不高;某些“记忆源”以极高的速率产生大量蛋白质,而其他细胞则立即维持相同的mRNA水平。我们开发了一种新的方法,用于研究自闭症、脆弱性、合成等疾病以及疾病系统的翻译过程。

关键发展

新闻来源: 加州大学圣地亚哥分校(UCSD)

人体形成记忆和协调运动功能的能力取决于细胞在精确的时间产生特定蛋白质的能力。然而,直接测量不同细胞类型和中间产物(按名称翻译)的蛋白质产量是一项挑战。

目前,斯克里普斯研究所、斯克里普斯研究所和加州大学圣殿分校医学院的斯克里普斯研究所已经开通了一项生产单个细胞生成蛋白质的新技术。

研究团队将Ribo-STAMP方法用于其他用途,并在小型小鼠海马体中构建了包含2万个细胞的蛋白质表达图谱。海马体是学习、记忆和认知的重要区域。该研究于2026年2月18日发表在《自然》杂志上。

“我们认识到技术和技术的研究领域非常重要且新兴,包括自闭症谱系障碍、脆性Yeo)博士展示。

在细胞内,DNA被转移到RNA(mRNA)上,mRNA是DNA的临时拷贝,细胞内的蛋白质合成系统由此启动。在日本,蛋白质是一种经过翻译的小分子,它执行着大量的细胞功能。

科学家通常测量mRNA水平作为人工细胞和蛋白质生产的替代指标。然而,在细胞中,mRNA和蛋白质之间存在着巨大的差异。mRNA通常以细长的形式存在,这让人误以为它具有较长的寿命,但实际上它是一种会快速转化的蛋白质。

“目前,在细胞系统、疾病状况和疾病表现的研究领域,直接翻译细胞系统中的mRNA还很困难。”同时,圣殿大学圣殿方河分校桑福德干细胞研究所创新中心主任叶建文表示,“我们希望我们开发的技术未来能够呈现出更加完整的图景。”

Ribo-STAMP是叶建邦丹团队近期开发的,用于直接测量细胞介导的蛋白质合成。该方法通过分子编辑和核糖修饰(即分子设备的执行翻译)来实现。当每个mRNA分子转录成蛋白质时,该分子会经历核酸修饰。之后,科学家可以使用标准的RNA测量序列来识别和修饰RNA。

在本次研究期间,研究团队负责人被分配到 Ribo-STAMP。

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好地方。研究团队选择了海马体进行研究,对部分病因进行了深入研究,结果也得到了证实。

“从完全不同的角度观察海马体,这是一个令人兴奋的现象,”普西研究所科学技术副教授、论文合著者利皮(Lippi)说,“在研究生殖器疾病时,基础工作的本质终于变得清晰起来。”

在对其他小型小鼠海马体中 20,000 个单个细胞进行测量和翻译的过程中,我们发现了一个超出知识标准的意外模型。

其中最令人惊讶的发现之一是两种物种间与记忆相关的重要机制:CA1和CA3锥体细胞。虽然记忆过程的效果相似,但CA3的输出高于CA1。

合作记忆发展在当下和现在的重要影响,与其说是圆锥细胞类型、类比、预知、差异性以及简化表达的翻译,不如说是其他方面。

研究结果如下:同一根本原因源于不同的mRNA分子(名称和结构不同),以及它们如何影响蛋白质的合成能力。研究人员(共同第一作者:加州大学医学院的Samantha Sison、加州大学医学院的Eric Kofman和Federico Zampa)发现,当前海马体系统中的蛋白质翻译速度比之前更快。为了更好地理解这种情况,可以将这些信息联系起来,以揭示mRNA的变化是否会导致疾病。

李培说:“之前的实验表明,人体发生了变化,与神道中的疾病密切相关,但其根本原因尚未完全明了。”

“这是一种自我放纵的操作,因此细胞偏好各不相同,而且实际上可以改变蛋白质水平。”

除了细胞类型之间的差异外,研究人员还减少了研究人员的数量,“高”和“低”的翻译会产生明显不同的蛋白质速率。

一种具有高度可翻译性且在来源和来源之间具有很强沟通能力的蛋白质;

叶建文的报告指出,“翻译组”(翻译的蛋白质和所有mRNA)的另一页刚刚被整理出来,以了解健康的人类细胞如何协调蛋白质的生产以及疾病的意义,这是对健康进行新认识的开始。

研究作者和其他联合作者包括:Pratibha Jagannatha、Grady Nguyen、Jack Naritomi、Chun-Yuan Chen、Orel Mizrahi、Steven Blue 和 Ryan Marina;王,庞正元和叶立; Asa Shin,Akanksha Korgade 和 Aziz Al’Khafaji,博德研究所;金文浩,桑福德实验室;休斯顿卫理公会研究所)克里斯托弗·布兰南。

资金支持: 本研究由美国国立卫生研究院资助(拨款号:MH126719、NS121223、EY031597、HG011864、NS103172、HG004659、HG009889 和 HG010646)。

关键问题答案:

问:mRNA对蛋白质意味着什么?

答:在我们对下半身大多数疾病的了解之前,主要依赖于“研究机制”(mRNA 检测)。然而,这项研究存在一些缺陷,导致一些重要信息完全丢失。事实上,两个细胞可能拥有同源的 mRNA,但它们实际产生的蛋白质却可能截然不同。

问:您是想花更多精力来提升自己的记忆力,还是想提升对其他神的记忆力?

答:目前研究人员主要活跃在CA3、CA1和多功能蛋白生产区域。在CA3区域,海马体是核心“动力源”,对蛋白质合成、记忆存储的维持以及多种运动途径的需求都在不断增长。

问:您能否解释一下,像自闭症这样的疾病是否可以治疗?

答:徐铎的自闭症、脆弱症以及其他疾病都被认为是“翻译疾病”——主要由一定量的蛋白质过多或过少引起。在Ribo-STAMP项目结束时,一位科学家提供了一种工具,可以观察到细胞在过程中发生水平塌陷的位置。


カテゴリー: 1保健知識 | 投稿者booty2 14:38 | コメントをどうぞ

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