此前来自赫尔辛基大学、苏黎世联邦理工学院、马赛艾克斯大学和德国老鼠诊所的研究人员合作研究了树突棘的起始过程，发现一种叫做MIM的蛋白质使质膜弯曲，帮助神经元树突表面的树突棘形成。这一发现很重要，因为大多数神经元连接，称为突触，是建立在树突棘上的。在许多中枢神经系统疾病中，树突棘密度会发生改变。对树突棘起始过程分子机制的理解使我们能够控制起始速率和密度。在未来这些知识可以帮助神经系统疾病的治疗干预措施的发展强调通过改变树突棘密度，如自闭症谱系障碍、精神分裂症或?s老年痴呆症。此外这将帮助我们理解学习的分子基础，因为在学习过程中新的脊椎很容易被启动。
博科园-科学科普：这项研究是由许多不同的研究小组合作完成，研究人员把细胞生物学和神经科学结合在一起：没有一个研究小组能够对树突棘的起始机制有如此全面的了解，并显示出它对大脑功能的重要性。发表在《eLife》上的那就中，Michael Francis博士和同事强调了蛋白质NRX-1的新作用，NRX-1是线虫神经系统的突触组织者。这是一种在哺乳动物中等同于神经再蛋白的线虫，是如何在特定类型的神经元之间形成突触连接。此外研究人员还发现，当NRX-1存在时，这种蛋白质会促进树突棘样的生长，类似于人脑中的生长，从而形成神经元与神经元之间的连接。
当缺乏这种蛋白质时，这些特定于伴侣的突触连接就不会形成。弗朗西斯希望这项发现将使研究人员能够利用线虫来研究控制神经系统连接和脊柱生长的基因。线虫的神经系统比人类简单。使用线虫可以提高研究能力，专注于神经发育和神经精神障碍，如自闭症谱系障碍，是否源于发育中大脑建立连接的缺陷。可以利用这一简单系统的实验优势来识别对建立连接非常重要的新机制。对这些联系的更多了解使我们能够对大脑发育过程提出更深层次的问题。此前，科学家们利用小鼠模型发现神经rexin蛋白促进突触连接，但在这一过程中的作用尚未完全了解。
树突棘起始过程中MIM和f -肌动蛋白动力学的时间框架。MIM通过耦合磷酸肌苷-信号、直接膜弯曲和肌动蛋白组装来启动树突棘，以确保适当的突触发生。图片：Pirta Hotulainen and Juha
通过将绿色荧光蛋白附着在线虫突触的受体上，Francis能够研究活蠕虫的单个突触，并确定是否有特定的基因需要建立配偶特异性连接。研究人员还发现，当NRX-1存在时，树突棘样结构生长是以前未被证实的。这使得Francis相信神经rexin可能参与了哺乳动物神经系统树突棘的生长，而生长中的脊髓可能优先针对有神经rexin的神经元。这为利用不那么复杂的线虫系统来理解树突棘是如何在一个定义明确、遗传易于控制的系统中生长提供了机会。研究的主要作者简介：Alison Philbrook博士，最近毕业于神经科学研究生项目，曾是Francis实验室的学生，现在是Brandeis大学Piali Sengupta博士实验室的博士后研究员。
博科园-科学科普｜参考期刊文献 :《eLife》｜研究/来自：马萨诸塞大学医学院，赫尔辛基大学，DOI: 10.7554/eLife.35692
博科园-传递宇宙科学之美
