关键突触后蛋白的首次表征

一种出现在突触后蛋白聚集体中的蛋白质被发现对其形成至关重要。神户大学的这一发现确定了突触功能的一个新的关键参与者，并首次揭示了其迄今为止尚未明确的细胞作用及进化过程。

神经元之间连接处的突触所发生的事情是大脑功能的关键因素。突触前神经元向突触后神经元传递信号的过程由蛋白质介导，而蛋白质失衡可能导致严重的抑郁症、自闭症或酒精依赖等神经精神疾病。然而，由于该连接处存在大量不同的蛋白质，其中许多尚未被研究，甚至之前发现的蛋白质是否真的存在于该处，还是仅为分析过程中的杂质，往往都不清楚。突触后膜下方一个特别显眼的结构是所谓的“突触后致密物”，是可能由数千种不同的蛋白质聚集而成。

为了了解突触后致密物，神户大学神经生理学家TORU TAKUMI及其团队首先比较了之前关于这一现象研究的35个数据集，以找出哪些未明确的蛋白质反复出现。论文的第一作者KAIZUKA Takeshi解释说：“我们建立了一个分析流程，以统一和比对不同数据集中的蛋白质结构。由此确定了一个在20多个数据集中检测到的特征不明的突触蛋白。”这表明，标记为FAM81A的蛋白质可能与整个结构的功能有关，因此团队分析了它与其他蛋白质的相互作用、在神经元内外的分布及其对神经元形态和功能的影响、其作用机制以及进化过程。简而言之，他们首次对该蛋白质进行了全面的表征。

Takumi总结了他们目前发表在《PLoS Biology》期刊上的结果：“重要发现是，FAM81A与至少三种主要突触后蛋白相互作用并调节其凝聚。这表明FAM81A是突触后致密物中的主要调节因子。”该团队证实，FAM81A通过液-液相分离促进关键蛋白质凝聚成无膜细胞器，在此过程中，强相互作用的分子排斥周围介质的元素，而该蛋白质的缺失会导致培养神经元的活性显著降低。

人类有两种相关的基因副本，即FAM81A和FAM81B。然而，虽然FAM81A在大脑中表达，但FAM81B仅在睾丸中表达。此外，鸟类和爬行动物也有两个基因副本，但两栖动物、鱼类和无脊椎动物只有一个，且其表达不局限于某一组织。“有趣的是，与其他突触分子相比，FAM81A在突触中的功能在进化上的保守性似乎有限，因为鱼类中的FAM81A同源物未在突触中检测到。这表明FAM81A可能是理解高等脊椎动物大脑认知功能的关键蛋白质，”Kaizuka说。

但他们的工作只是第一步。为了真正了解该蛋白质的作用，有必要研究其在大脑复杂环境中的功能。因此，神户大学研究团队希望创建缺乏FAM81A基因的小鼠模型，并研究这对突触功能及生物体行为的意义。