大腦如何知道該“倒垃圾”了？科學家找到關鍵

大腦有自己的管家服務，這是一個復雜的機制，可以清理細胞活動中留下的碎片。近日，一個科學家小組確定了一種蛋白質——ATG-9，它是這個過程的關鍵，也就是所謂的自噬過程。研究人員1月21日在《神經元》期刊上報告說，這種蛋白質會對突觸活動進行計時，并發出需要增加自噬的信號。隨后，活動增加產生的神經元碎片會被吞噬和降解。

神經元經常活動，它們的“機器”就會受到磨損。這些神經元變得越活躍，就越需要進行細胞降解，以清除受損的細胞成分。在自噬過程中，神經元創造了一個細胞器，相當于一個垃圾回收車，它隔離、攜帶并隨后銷毀受損的細胞成分。細胞器的形成地點和時間很重要，因為“撿垃圾”需要定時和協調。神經元如何協調這一過程一直是個謎。

在這項新研究中，研究小組對ATG-9蛋白的功能感興趣，他們曾在神經元的突觸附近觀察到這種蛋白。利用遺傳分子方法，他們發現ATG-9通過一個被稱為突觸囊泡循環的過程來追蹤神經元的活動，在這個過程中，細胞會分泌執行大腦功能的神經遞質。他們發現，當突觸活動增加時，突觸囊泡循環和ATG-9的運動也會增加。這反過來又預示著大腦需要進行自噬清理了。

該研究結果還為神經退行性疾病的潛在病理增加了另一條線索，這些疾病與自噬功能受損有關。例如，作者發現，與突觸活動有關的幾個突變--包括與帕金森病有關的一個基因突變--影響了ATG-9在突觸處的運動，阻礙了神經元活動上升時大腦自噬能力的提升。

研究員表示，未來也許可以防止在神經退行性疾病中觀察到的神經元功能的退化。

該研究論文題為"Presynaptic autophagy is coupled to the synaptic vesicle cycle via ATG-9"，已發表在《神經元》期刊上。

前瞻經濟學人APP資訊組

論文原文：https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(21)01076-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS089662732101076X%3Fshowall%3Dtrue

標簽： 大腦 蛋白質