张明杰教授 高精尖中心创新系列讲堂第八讲之张明杰教授
PSD(postsynaptic density)是一个在膜上的半封闭、高蛋白丰度的细胞分区。在突触后膜下,PSD持续地和周围的突触棘的细胞质水溶性环境进行物质交换。PSD的形成和活性依赖的调节被认为是调节神经系统中突触可塑性最基本的分子事件。
但是,作为一个开放式的亚细胞分区,含有如此高蛋白浓度的PSD是如何形成的这一难题,自60年前PSD被鉴定出以来一直没有得到很好解释。在本次讲座中,张教授以亲切平实的语言向在场观众介绍了他们实验室的精彩发现。
讲座现场
张明杰教授研究组首先对PSD中两个重要蛋白,PSD-95和SynGAP进行了生物化学和结构生物学的研究。意外的是,在研究SynGAP/PSD-95间相互作用的过程中,他们发现纯化的SynGAP和PSD-95的混合液能够在体外引发溶液分相,形成“液滴状”小体。
这一现象暗示着蛋白的相变是突触后致密区形成的潜在机制。研究组基于SynGAP/PSD-95复合物结构以及SynGAP三聚体结构设计的一系列点突变,并在体外加入多肽破坏SynGAP/PSD-95复合物间相互作用,进一步确认了SynGAP/PSD-95之间多价态的相互作用是“液滴状”结构形成的分子基础。
后续基于细胞的体内实验SynGAP/PSD-95复合物在活体细胞内同样能够介导产生相变的发生,破坏SynGAP/PSD-95相互作用的点突变会影响SynGAP在突触后致密区的定位、富集和对神经活动的响应,并因此改变神经细胞突触的兴奋性。
现场观众提问
这些结果暗示了液-液间相变是PSD在突触后膜上形成的重要机制与重要生理意义。相变介导的PSD形成模型会为理解许多由突触蛋白基因突变引发的精神类疾病提供新的框架,这一研究成果有力地推进了PSD形成机制这一难题的解决。
在一个半小时的报告过程中,场下师生聚精会神,认真聆听讲座;问答环节更是精彩纷呈,提问发言者络绎不绝。张教授对在座师生提出的问题给予了充分肯定和鼓励并进行了详细热情地解答。张教授平易近人的风度与朴实严谨的谈吐给广大师生留下了深刻的印象。最后,在意犹未尽的学术讨论中,圆满地结束了本次讲座。
高精尖创新系列讲堂,为贴近学科前沿,拓宽学术视野提供了广阔的平台,得到了广大师生的一致好评。我们会在各个部门的支持下,积极挖掘自身潜力,组织开展更多的讲座沙龙活动,以更好地促进学科建设,为营造良好的学术氛围,提升师生学术能力而服务。
