线粒体信号在神经突触长时记忆

为什么有些记忆一生而其他人没有持续超过几分钟?短期记忆转化为长期记忆吗?

最近,BI博士领导的协作学习提供关于中国科学技术大学中国科学院博士和程和平北京大学(北大)透露树突线粒体flash的重要作用将短期突触可塑性转变为长期的可塑性,这是长期记忆的细胞相关。研究结果发表在自然通讯。

线粒体flash或“mitoflash”最初是被程和平博士的研究小组在北大量化信号在single-mitochondrion层面,包括线粒体膜去极化等事件,活性氧(ROS)生产,和矩阵碱性化,持续数十秒。尽管它的能源消耗和高风险的ROS分量,mitoflash被发现存在于线粒体功能在细胞类型和物种。程博士和王博士酰化的团队多年来一直追求mitoflash的生物相关性。

突触可塑性被认为是学习和记忆的细胞基础。引起的神经活动的不同模式,短期内突触可塑性持续几秒钟到几分钟,而长期可塑性持续几十分钟小时甚至更长一段时间。

联合研究小组推测,mitoflash可能参与信号转导的突触可塑性。为了测试这个假说,博士生研究大鼠海马神经元研究学习和记忆,并使用一组新方法包括mitoflashes长期连续成像和光子活化个人通过飞秒激光脉冲mitoflash事件。

这些新方法,研究人员发现,突触(LTP)总是伴随着长期电位化一个或多个mitoflashes附近树突线粒体化学后,电气或谷氨酸释放诱导LTP。此外,人工诱导mitoflashes可以反过来促进从短期突触的过渡到长期势差现象。

有趣的是,监管mitoflash对突触可塑性的影响仅仅是有效的重要时间窗口内30分钟和2μm的空间范围,说明这种监管机制的时空精度。进一步的研究表明,突触钙和calcium-calmodulin激酶是重要的诱发mitoflash,进而释放活性氧信号长期突触可塑性。

本研究认为mitoflashes数字里面扮演重要的角色突触可塑性。它首次揭示线粒体树突和突触之间的双向互动,并表示,当地和瞬态ROS破裂可能提供了一种亚细胞的机制“燃烧”短期到长期突触变化内存提供新的见解mitoflash的生物相关性。

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