Нейростарости: культура гигантских синапсов поможет наблюдать за транспортом нейромедиаторов

Исследователи из Окинавского института науки и технологии (OIST) в Японии сумели создать стабильную культуру гигантских синапсов, которая может стать прорывом в микроскопическом изучении синаптической передачи.

Сам термин «синапс» существует в нейронауках почти сотню лет, его ввел Чарльз Скотт Шеррингтон. Обычно эти места соединения нервных клеток образуются в крошечных выростах на дендритах – так называемых дендритных шипиках (некоторые нейроны мозжечка имеют до 100 000 синаптических входов). Структура самого синапса хорошо известна: пресинаптическая мембрана, постсинаптическая, синаптическая щель… Сама передача потенциала действия через синаптическую щель очень сложен, в нем задействовано много различных молекул: белков, липидных везикул и малых нейромедиаторов, в работе синапсов принимают участие и окружающие их астроциты. Тем не менее, сами синапсы не очень удобны для изучения методами микроскопии – они слишком малы.

Исследователи из из Окинавского института науки и технологии (OIST) в 2016 году опубликовали в Journal of Neuroscience статью, которая должна позволить в будущем сделать серьезный прорыв в изучении синапсов.

Дело в том, что помимо «обычных» синапсов, иногда образуются так называемые гигантские синапсы. В этих синапсах пресинаптическая часть одного нейрона «заворачивается» вокруг нейрона, принимающего потенциал действия. Такие синапсы могли бы стать замечательным объектом для микроскопического изучения, однако здесь есть одна проблема: эти синапсы не «живут» в культуре. Их можно найти на свежих срезах головного мозга мышей, однако они быстро разрушаются.

Однако японские исследователи сумели обойти эту проблему и создать технологию, в которой кортикальные клетки нейронов мыши образуют гигантские синапсы и живут в культуре. При этом, что важно, в этой культуре возможно одновременно оптическими методами изучать пресинаптический везикулярный транспорт и осуществлять электрофизиологическую регистрацию работы синапса.

«Этот метод имеет огромный потенциал, чтобы помочь нам понять, как работают синапсы. Это обеспечит лучшее, более глубокое понимание того, что происходит в синапсах», - так прокомментировал свою работу профессор Томоюки Такахаси, один из авторов работы.

Reconstitution of Giant Mammalian Synapses in Culture for Molecular Functional and Imaging Studies

Dimitar Dimitrov, Hiroshi Takagi, Laurent Guillaud, Naoto Saitoh, Kohgaku Eguchi and Tomoyuki Takahashi

Journal of Neuroscience 23 March 2016, 36 (12) 3600-3610; DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3869-15.2016

Источник: doi.org

Комментарии: