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2025-05-14 15:08:00
遺伝的に操作されたタンパク質は、ニューロン内で輝きます。クレジット：ドンアーノルド
科学者は、脳細胞間の接続を選択的かつ可逆的に破壊するための強力な新しい方法を開発しました。これは、脳のプロセスの研究方法と、ある日、てんかん、中毒、心的外傷後ストレス障害などの神経障害をどのように治療するかを変える可能性があります。
勉強、USC Dornsife College of Letters and Arts and Sciences College of Leard、神経生物学者Don Arnoldと出版 エリーフ、研究者が分子精度を持つ興奮性または抑制性シナプス（ニューロンが通信する特殊な接合部）を排除できるようにするための遺伝子組み換えツールのスイートを導入します。重要なことに、この手法は標的のシナプスのみに影響を及ぼし、ニューロンの残りの部分をそのまま残します。
アーノルドによると、この特異性のレベルは、神経科学の最初のものをマークしています。 「私が知る限り、他の誰も除去することができなかった [knock out] ニューロン全体に影響を与えることなく特定のシナプス」と彼は言いました。
ニューラルネットワークの部分を選択的に解体し、脳内のマイクロサークットがどのように知覚、行動、記憶を管理するかを理解するための新しいパスを開くことができるようにする能力。
生物科学および生物医学工学の教授であるアーノルドと彼のチームは、タンパク質をリサイクルするための脳自体のシステムに触発されたアプローチを使用して、興奮性シナプスと抑制性のあるシナプスを標的とする2つの分子ツールを作成しました。
この技術には、ユビキチンと呼ばれる分子でタグ付けすることにより、通常、損傷したタンパク質を処分するのに役立つ酵素であるE3リガーゼが含まれます。タグ付けされると、タンパク質はプロテアソームに送られます。プロテアソームは、アーノルドが「ミニチュアの木版画装置」にたとえて、分解されて再利用されるようにします。
この研究では、研究者はE3リガーゼをペアリングしました 抗体様タンパク質 これは、特定のシナプス足場タンパク質に結合します。
結果：脳のゴミ浸透システムを指示し、興奮性または抑制性シナプスのいずれかの主要な成分を排除するように指示するカスタムビルドツール。分子の足場がなければ、シナプスはバラバラになり、ニューロンは信号を次のニューロンに送信できず、回路を破壊します。
アーノルドは、それぞれ興奮性および抑制性のシナプスを標的とするツールPFE3とGFE3を指定しました。彼はまた、需要のあるGFE3の2つのバージョンを開発しました。1つは光（PAGFE3）と化学信号（CHGFE3）によるものです。
重要なことに、効果は可逆的です。ツールの表現がオフになると、ニューロンは数日以内に失われたシナプスを再生します。その機能により、研究者は接続を削除して結果を観察するだけでなく、それを回復して回復を観察するための力を提供します。
「この可逆性とシナプスを標的とする能力は、この方法を脳回路の研究に特に強力にします」とアーノルドは言いました。
潜在的な治療用途はまだ遠く離れていますが、この技術は最終的に前例のない精度で脳回路を標的とする治療の開発を導くことができ、健康なものを触れられません。
詳細：
Ada Bareghamian et al、興奮性および抑制性シナプスを除去するためのツールボックス、 エリーフ （2025）。 2：10.7554/Elife.103757.3
引用：リバーシブル方法は、分子精度で脳回路を破壊します（2025年5月14日）2025年5月14日から取得
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#可逆的方法は分子精度で脳回路を破壊します