探究大脑执行开始和停止的过程

导读：1月9日香港科技大学（HKUST）和香港中文大学（CUHK）构成的跨学科研究小组在《PNAS》发表文章，证明两大类蛋白激酶，ATM和ATR协同帮助大脑建立开始/终止平衡。 赛业小编为您推荐“探究大脑执行开始和停止的过程”，详情如下：

健康的大脑功能取决于各种力量的平衡。你动一动腿，张一张嘴都是“活动”事件，同样结束运动也是重要的“活动”事件。

“我们发现了大脑如何协调兴奋和抑制平衡，即开始和停止行为，”文章一作Aifang Cheng说。“在大脑中，ATM和ATR通过调节彼此水平改变大脑活动。意味着，神经元活动和两种激酶水平的动态‘对话’有助于保持大脑兴奋和抑制平衡（即E/I平衡）。”

研究小组发现，ATM辅助调节兴奋事件，ATR辅助调节抑制事件，控制事件的执行者是神经元突触中的小突触泡。

利用HKUST超分辨率成像中心（SRIC）提供的超分辨率显微镜，研究人员在高分辨率水平获得了两个激酶在细胞内的定位图像。活动期锁定设计为捕获高分辨率图像提供了稳定性保障。

“我们面临的挑战是，即使在高倍镜下所有囊泡看起来都很相似，”SRIC副主任、物理学教授Du Shengwang说。此前，他们发现ATM位于突触小泡，这一次，他们证明与突触小泡缔合性膜蛋白2 (VAMP2)结合的ATR也位于突触小泡上。

“为了提供差异化信息，我们开发了一个三色的超分辨率系统版本，最终使团队在同一个含有VAMP2的突触小泡上发现了ATM和ATR。”

anti-ATM (蓝)，anti-VAMP2 (绿)和anti-ATR (红) 抗体

HKUST团队与CUHK团队合作证明ATM蛋白功能，他们比较了正常神经元突触和缺乏ATM蛋白的突触，测定突触小泡尺寸，发现缺乏ATM的突触形态上比正常突触大，暗示突触膜的组成发生了变化。

“这项新发现虽然属于基础研究领域，但它们对人类疾病也有重要意义，”HKUST生命科学部主任Karl Herrup教授说。“癫痫就是一个抑制失败的例子。人类大脑含ATR过少，就会引起癫痫问题，相反，缺乏ATM则会共济失调，控制精确运动和适度E/I平衡控制能力减弱。ATM和ATR之间的‘阴阳关系’事关神经系统疾病。”

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