Neurologijos srityje terminas „aktyvioji zona“ vartojamas nurodant specializuotą sinapsių presinapsinės membranos sritį (ty jungtis, per kurias neuronai perduoda elektrinius nervinius signalus vienas kitam arba kitoms ląstelėms). Aktyvioji zona yra vieta, kur sinapsėse išsiskiria neurotransmiteriai, todėl ji atlieka pagrindinį vaidmenį neuronų ir neuronų komunikacijoje.
Veikimo potencialo (ty elektrinio signalo, keliaujančio neurono membranoje, kad perduotų informaciją per nervų sistemą), metu sinapsinės pūslelės susilieja su presinaptine membrana, reaguodamos į Ca antplūdį.2+ jonų. Šis procesas, vykstantis aktyvioje zonoje, galiausiai veda prie neurotransmiterių išsiskyrimo į mažą tarpą tarp neurono, siunčiančio elektrinį signalą, ir neurono, priimančio jį, vadinamą sinapsiniu plyšiu.
Harvardo medicinos mokyklos ir Merilendo universiteto medicinos mokyklos mokslininkai neseniai atliko tyrimą, kuriame buvo tiriami baltymų mechanizmai aktyvioje zonoje, tarpininkaujantys sinapsinių pūslelių formavimuisi ir Ca klasterizacijai.2+ kanalai. Jų išvados, paskelbtos m Gamtos neuromokslaiHipokampo sinapsėse atskleidžia dvi atskiras aktyvių zonų baltymų mašinas, kurios savarankiškai atlieka šias funkcijas.
„Veikimo potencialas skatina neuromediatorių išsiskyrimą presinapsinėje aktyvioje zonoje su spatiotemporal tikslumu“, – savo darbe rašė Emperador-Melero, Jonathan W. Andersen ir jų kolegos.
„Tai patvirtina baltymų mechanizmas, kuris tarpininkauja sinapsinių pūslelių užpildymui ir Ca klasterizavimuiV2 Ca2+ netoliese esantys kanalai. Vienas modelis teigia, kad pastolių baltymai tiesiogiai pririša pūsleles prie CaV2s; tačiau čia matome, kad pelės hipokampo sinapsėse CaV2 klasterizavimą ir pūslelių užpildymą atlieka atskiri mechanizmai.
Vykdydami savo tyrimus, mokslininkai ištyrė floksuotas peles ir anksčiau paruoštas hipokampo kultūras, išgautas iš pelių jauniklių, naudodami įvairius mikroskopinius, vaizdo gavimo ir apdorojimo metodus. Jų analizė parodė, kad du baltymai, būtent Cav2 ir Munc13, kiekvienas sudaro nanoklasterius, išdėstytus skirtingais atstumais vienas nuo kito hipokampo sinapsėse.
„CaV2 nanoklasteriai yra išdėstyti skirtingais atstumais nuo pradinio baltymo Munc13″, – rašė Emperador-Melero, Andersenas ir jų kolegos.
„Aktyviosios zonos organizatorius RIM įtvirtina abu baltymus, tačiau atskiri sąveikos motyvai savarankiškai vykdo šias funkcijas. Transfekuotose ląstelėse Liprin-α ir RIM sudaro bendras sąrankas, kurios yra atskiros nuo Ca.V2-organizaciniai kompleksai. Sinapsių metu Liprin-α1 – Liprin-α4 išmušimas pablogina pūslelių užpildymą, bet ne CaV2 grupavimas. Ląstelių adhezijos baltymas PTPσ įdarbina Liprin-α, RIM ir Munc13 į pradinius kompleksus, nesudarydamas Ca.V2s.”
Remdamiesi savo stebėjimais, mokslininkai daro išvadą, kad CaV2 klasteriai ir pūslelių užpildymo vietos yra organizuojamos nepriklausomai ir palaikomos skirtingomis mašinomis. Jie taip pat padarė išvadą, kad Liprin-α ir PTPσ baltymai konkrečiai palaiko pradmenų vietos surinkimą.
Apskritai šios naujausios išvados rodo, kad yra bent du skirtingi aktyvių zonų mechanizmai, pažymėti nepriklausomais mechanizmais, kurie tarpininkauja Ca.2+ kanalų grupavimas ir pūslelių pradėjimas. Tyrėjai iškelia hipotezę, kad jų pastebėta aktyviosios zonos substruktūra prisideda prie sinapsės ir aktyvios zonos surinkimo atsparumo, apie kuriuos pranešta įvairiuose ankstesniuose neurologijos tyrimuose.
Rezultatai, surinkti atliekant šiuos tyrimus, galėtų sudaryti sąlygas naujiems tyrimams, kuriais siekiama toliau tirti nustatytas atskiras aktyviosios zonos baltymų mašinas. Tai gali paskatinti įdomesnius pastebėjimus apie aktyviosios zonos substruktūrizavimą, potencialiai identifikuojant kitus baltymų mechanizmus, tarpininkaujančius Ca.2+ kanalų grupavimas ir pūslelių pradėjimas.