Aperçus sur les emplacements de la protéine PSD95 dans le cerveau
De nouvelles découvertes montrent que les protéines PSD95 sont plus répandues qu'on ne le pensait auparavant.
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Table des matières
Les Synapses, c'est les connexions entre les cellules nerveuses dans notre cerveau. Elles jouent un rôle énorme dans notre façon de penser et d'apprendre. À l'intérieur des synapses, il y a des Protéines spéciales organisées en groupes. Ces protéines aident à envoyer des signaux entre les cellules nerveuses et ajustent comment ces signaux fonctionnent avec le temps. Comprendre ces protéines et leur organisation est clé pour piger comment notre cerveau fonctionne.
Le Rôle de PSD95 dans les Synapses
Un des trucs importants dans les synapses, c'est une protéine appelée PSD95. On en trouve beaucoup et c'est crucial pour envoyer des signaux et apprendre. Les chercheurs ont découvert que PSD95 forme des clusters de protéines qui aident à la connexion entre les cellules nerveuses. Avec des techniques d'imagerie avancées, les scientifiques ont pu voir comment PSD95 est agencé dans ces connexions.
Techniques d'Imagerie Avancées
Les chercheurs ont développé de nouvelles méthodes pour examiner la structure de PSD95 en détail. Une de ces méthodes, appelée microscopie de localisation de molécules uniques (SMLM), permet aux scientifiques de voir combien de ces protéines se trouvent dans une zone spécifique du cerveau. Mais cette technique a ses limites parce qu'elle regarde souvent des échantillons en deux dimensions et peut rater des détails importants en trois dimensions.
Pour contourner ça, les scientifiques ont décidé d'utiliser une technique plus récente appelée microscopie à fonction d'étalement en double hélice (DHPSF). Cette méthode peut imager les tissus en trois dimensions, donnant une vue plus claire de comment les protéines PSD95 sont organisées dans le cerveau.
Découvertes sur PSD95 dans les Tissus Cérébraux
Avec la microscopie DHPSF, les chercheurs ont pu analyser des millions de protéines PSD95 dans différentes régions du cerveau. Ils ont découvert que beaucoup de protéines PSD95 ne sont pas juste dans leurs clusters habituels, mais qu'elles sont en fait dispersées de manière "diffuse" à travers le tissu cérébral. Ça veut dire que même si elles sont actives dans les synapses, beaucoup de ces protéines se trouvent en dehors des synapses, possiblement dans des structures nerveuses voisines.
La Structure des Clusters de PSD95
Les études ont montré que PSD95 forme des Nanoclusters, qui sont de petits groupes de protéines. Ces nanoclusters peuvent avoir différentes tailles et formes, et ils aident à gérer comment les signaux sont envoyés et reçus à travers les synapses. Les chercheurs ont découvert que la densité et l'arrangement de ces clusters peuvent nous en dire beaucoup sur comment différentes parties du cerveau collaborent.
Explorer la Population Diffuse de PSD95
En regardant de plus près le PSD95 diffuse, les chercheurs ont découvert que cette population de protéines n'est pas juste étalée au hasard mais suit un certain ordre. Ils ont trouvé que beaucoup de ces protéines sont proches les unes des autres, suggérant qu'elles pourraient former de plus petits groupes ou "supercomplexes" même en dehors des synapses principales.
Dans leur analyse, ils ont constaté que plus de 90% des protéines PSD95 se trouvent en dehors des structures synaptiques, indiquant qu'une population significative de ces protéines n'est pas dans les endroits attendus. Ça soulève des questions sur leurs rôles dans la fonction cérébrale et comment elles pourraient contribuer à l'apprentissage et à la mémoire.
L'Importance des Découvertes
Cette nouvelle compréhension remet en question les notions précédentes sur où se situent les protéines PSD95 et ce qu'elles font. Ça suggère que la majorité de ces protéines pourrait avoir des rôles au-delà de la vue traditionnelle de la fonction synaptique, influençant possiblement les cellules voisines et aidant à maintenir la santé et la fonction des synapses au fil du temps.
De plus, la diffusion des protéines PSD95 à travers le cerveau pourrait avoir des implications pour comment l'information est traitée et mémorisée. La présence de ces protéines dans un état dispersé pourrait permettre des réponses plus rapides et des ajustements dans l'activité cérébrale.
Directions Futures dans la Recherche
Les découvertes ouvrent des possibilités excitantes pour de futures recherches. Comprendre comment ces protéines PSD95 Diffuses interagissent avec d'autres molécules pourrait éclairer leurs rôles dans diverses fonctions et conditions cérébrales. Les scientifiques sont désormais motivés à explorer comment la localisation et le comportement de PSD95 et d'autres protéines changent dans différentes situations, comme pendant l'apprentissage ou dans des maladies du cerveau.
Conclusion
La recherche sur PSD95 et son organisation dans le cerveau a révélé une image complexe qui va au-delà des vues traditionnelles. La découverte d'une population significative de protéines PSD95 existant en dehors des synapses suggère de nouveaux rôles pour ces protéines dans la fonction cérébrale. Alors que les chercheurs continuent d'enquêter, ils pourraient découvrir des informations vitales qui améliorent notre compréhension du cerveau et de son fonctionnement, ce qui pourrait mener à de nouvelles approches pour traiter les troubles cérébraux et améliorer l'apprentissage et la mémoire.
Comprendre comment des protéines comme PSD95 fonctionnent dans le cerveau pourrait aider à percer certains des mystères de nos capacités cognitives et des réseaux complexes qui nous permettent de penser, d'apprendre et de mémoriser.
Titre: 3D super-resolution imaging of PSD95 reveals an abundance of diffuse protein supercomplexes in the mouse brain
Résumé: PSD95 is an abundant scaffolding protein that assembles multiprotein complexes controlling synaptic physiology and behavior. Confocal microscopy has previously shown that PSD95 is enriched in the postsynaptic terminals of excitatory synapses and 2D super-resolution microscopy further revealed that it forms nanoclusters. In this study, we utilized 3D super-resolution microscopy to examine the nanoarchitecture of PSD95 in the mouse brain, characterizing over 8 million molecules. While we were able to identify structural subtypes previously reported, imaging in 3D allowed us to classify these with higher accuracy. Furthermore, 3D super-resolution microscopy enabled the quantification of protein levels, revealing an abundance of PSD95 molecules existed outside of synapses as a diffuse population of supercomplexes, containing multiple copies of PSD95. Further analysis of the supercomplexes containing two units identified two populations: one that had PSD95 molecules separated by 39 {+/-} 2 nm, and a second with a separation of 94 {+/-} 27 nm. These results suggest that PSD95 supercomplexes containing multiple protein copies assemble outside the synapse and then integrate into the synapse to form a supramolecular nanocluster architecture.
Auteurs: Steven F Lee, S. Daly, E. Bulovaite, A. Handa, K. Morris, L. Muresan, C. Adams, T. Kaizuka, A. Kitching, A. Spark, G. Chant, K. O'Holleran, S. G. N. Grant, M. H. Horrocks
Dernière mise à jour: 2024-10-15 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.14.617231
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.14.617231.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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