Nature子刊解读!提醒光激活年夜脑神经元表白的分子机制!

2021年2月28日 讯 /100医药网BIOON/ --近日，一篇登载在国内杂志Scientific Reports上题为Competition between cyclization and unusual Norrish type I and type II nitro-acyl migration pathways in the photouncaging of 1-acyl-7-nitroindoline revealed by computations”的研讨申报中，来自佛罗里达科技年夜学等机构的迷信家们通过研讨提醒了光若何激活年夜脑神经元。人类年夜脑中均匀有860亿个神经元细胞，这些神经元细胞在称之为突触的连贯处互相连贯，有些神经元有多达10000个如许的突触，而懂得年夜脑功效的症结便是更好地舆解这种简单神经元的非逻辑分列是若何招致个性行动和认知功效的，包含影象的存储等。

将化学利用于神经生物学技术相联合起来的研讨停顿就使得迷信家们能应用光来作为激起器，从而通过激活选择的突触来开启特定神经元的表白；而能无效解放诸如谷氨酸（培训和影象的症结分子）等沉闷分子的化学基团则能通过使得神经旌旗灯号处于敞开状态来帮忙节制神经旌旗灯号；按需靶向性的光可能开释出开启神经元的活性分子，从而就能开启研讨职员感趣味的通路，这一法式胜利的症结在于其依赖于光在毁坏分子键方面的功能。此前，研讨职员关于光能诱导开释称之为硝基吲哚啉基（NI）的某一类分子的准确机制知之甚少，这类分子代表了一些最无效的光反馈分子。

图片起源：Florida Institute of Technology

如今，研讨职员曾经可能准确地进行盘算研讨，并能具体提醒键的断裂若何开释活性分子；这关于将来可能设计出调理年夜脑旌旗灯号的其它分子长短常有代价的，这种对光诱导这类化学键裂解才能的更为普遍的懂得将能招致对光更为敏感的体系被构建，并且该体系的构建必要较少量的药剂，从而就能最年夜限度地削减对其它相邻神经元的任何关扰。文章第一作者Pierpaolo Morgante说道，得悉有两种路径可能产生这种进程时咱们十分快乐，当咱们发现此前的文献中对这种路径描写的有些凌乱时，我觉得十分诧异，于是我就开端深化研讨懂得这一机制，当然在研讨的进程中我也发现了一些不寻常的器械。

研讨者Peverati弥补道，咱们的办法及其相关的软件有才能通过模拟包括在此中的每个电子的行动，靠得住地预测参加这一路径的分子的能量；咱们所开辟的法式可能帮忙咱们说明在业余文献中惹起年夜量争执的一种机制；并且从该软件中获得的预测与Nesnas博士所进行的试验成果相吻合，这就进一步验证了咱们所开辟的办法的靠得住性；相关研讨成果给了迷信家们很年夜信息，将来他们就能应用这种盘算机软件来预测对光反馈更敏锐的新分子，从而就能用来研讨神经元的功效了。

研讨者指出，近年来，光作为在神经迷信研讨中使用的一种弱小的对象，而他们注意到，有一种不寻常的路径能将两个众所周知的光化学进程联合在一路，这在之前从未被察看到同时产生过，而本文研讨初次发现了这一进程，这或者是光化学研讨畛域一项令人兴奋的发现。相关研讨成果或能帮忙懂得简单的年夜脑网络，从而帮忙说明难以捕获的年夜脑疾病背地的能够性起因，比方阿尔兹海默病、癫痫症、烦闷症和其它年夜脑疾病等。（100医药网100yiyao.com）

参考材料：

【1】Morgante， P.， Guruge， C.， Ouedraogo， Y.P. et al.. Sci Rep 11， 1396 (2021).doi：10.1038/s41598-020-79701-4

【2】

by Adam Lowenstein， Florida Institute of Technology