.Answering a 40-Year-Old Question – Scientists Reveal Structures of Neurotransmitter Transporter
http://blog.naver.com/mssoms
http://jl0620.blogspot.com
https://www.facebook.com/junggoo.lee.54
.Answering a 40-Year-Old Question – Scientists Reveal Structures of Neurotransmitter Transporter
40년 된 질문에 대한 답 – 과학자들이 신경 전달 물질 전달체의 구조를 밝힙니다
주제:신경 과학약리학세인트 주드 아동 연구 병원구조 생물학 작성자 ST. 주드 아동 연구 병원 2023년 12월 20일 뇌 세포 뉴런 시냅스 그림 세인트 주드 아동 연구 병원(St. Jude Children's Research Hospital)의 연구원들은 신경 전달에 중요한 전달체인 VMAT2의 구조를 밝혀내고, VMAT2가 뚜렛 증후군과 같은 장애를 치료하는 데 사용되는 약물과 어떻게 상호 작용하는지 밝혀냈습니다.
-이 획기적인 연구는 신경전달물질 전달에 대한 통찰력을 제공하여 신경약리학 분야를 발전시킵니다. 뉴런은 신경전달물질이라고 알려진 화학적 신호를 통해 통신합니다. St. Jude Children's Research Hospital은 구조 생물학 전문 지식을 활용하여 신경 전달의 핵심 구성 요소인 수포성 모노아민 수송체 2(VMAT2)의 구조를 성공적으로 해명했습니다.
-다양한 상태의 VMAT2를 시각화함으로써 과학자들은 이제 VMAT2의 기능과 단백질의 다양한 모양이 약물 결합에 어떻게 영향을 미치는지 더 잘 이해하게 되었습니다. 이는 뚜렛 증후군과 같은 운동과다(과도한 운동) 장애를 치료하기 위한 약물 개발에 중요한 정보입니다. 이 연구는 최근 Nature 저널에 게재되었습니다. 뉴런이 서로 대화하는 방식 도파민, 세로토닌, 아드레날린을 포함하는 모노아민이라는 화합물은 신경 전달에서 중심 역할을 합니다.
이 분자는 뇌의 작동 방식, 감정, 수면, 움직임, 호흡, 순환 및 기타 여러 기능을 제어하는 방식에 영향을 미칩니다. 모노아민은 뉴런에 의해 생성되고 방출되는 신경전달물질(신호 분자)이지만, 방출되기 전에 먼저 소포로 포장되어야 합니다. 소포는 신경전달물질이 시냅스(화학적 신호가 한 뉴런에서 다른 뉴런으로 전달되는 접합부)에서 방출되기 전에 저장하는 세포 구획입니다.
-소포를 신경 세포의 화물선으로 생각하십시오. 신경 화학 물질이 소포 안에 포장되어 필요한 곳으로 운반됩니다. VMAT는 모노아민을 내부 공간으로 이동시키는 소포 막의 단백질로, 화물선의 적재 크레인과 같은 역할을 합니다.
Chia Hsueh Lee, Shabareesh Pidathala 및 Yaxin Dai 교신저자 Chia-Hsueh Lee 박사, 공동 제1저자 Shabareesh Pidathala 박사, 공동 제1저자 Yaxin Dai 박사. 배경에는 신경전달물질 운반체 VMAT2의 지도가 있습니다. 출처: 세인트 주드 아동 연구 병원
"VMAT는 이러한 모노아민 신경전달물질을 시냅스 소포에 포장하는 데 필요한 운반체입니다."라고 공동 교신 저자인 세인트 주드 구조 생물학과의 Chia-Hsueh Lee 박사가 설명했습니다. VMAT가 모노아민으로 소포를 포장하면 "화물선"은 시냅스 간격(뉴런 사이의 공간)으로 이동하여 화합물을 방출합니다. 모노아민 수송체의 다양한 얼굴 VMAT에는 VMAT1과 VMAT2의 두 가지 유형이 있습니다.
VMAT1은 더욱 전문화되어 신경내분비 세포에서만 발견되는 반면, VMAT2는 신경 시스템 전체에서 발견되며 상당한 임상적 관련성을 갖고 있습니다. “우리는 VMAT2가 생리학적으로 매우 중요하다는 것을 알고 있었습니다.”라고 Lee는 말했습니다. "이 수송체는 무도병 및 투렛 증후군과 같은 과다운동 장애 치료에 사용되는 약리학적 관련 약물의 표적입니다." 그 중요성에도 불구하고 연구자들이 VMAT2가 어떻게 완전히 작동하는지 조사할 수 있게 해주는 VMAT2의 구조는 여전히 파악하기 어렵습니다. 이 교수팀은 저온전자현미경(cryo-EM)을 사용해 모노아민 세로토닌과 무도병과 고혈압 치료에 각각 사용되는 테트라베나진과 레세르핀이라는 약물에 결합된 VMAT2의 구조를 얻었다. 이것은 쉬운 일이 아니었습니다.
"VMAT2는 작은 막 단백질입니다"라고 공동 제1저자인 세인트 주드 구조 생물학과의 Yaxin Dai 박사가 설명했습니다. "이것은 극저온-EM 구조 결정을 위한 매우 어려운 목표가 됩니다." 어려움에도 불구하고 몇 가지 영리한 트릭을 사용하여 팀은 VMAT2의 여러 구조를 포착하여 단백질이 어떻게 기능하는지 알아내고 해당 약물이 정확히 어떻게 작동하는지 조사할 수 있었습니다. “VMAT 운송 장치는 기판을 운송하는 동안 다양한 형태[모양]를 채택합니다. 이를 교대 접근 수송이라고 하며, 단백질이 "외부" 또는 "내부"를 향하고 있습니다."라고 공동 제1저자인 St. Jude 구조 생물학과의 Shabareesh Pidathala 박사는 설명했습니다. "원자 수준에서 기계적 이해를 완전히 얻으려면 이 수송체의 다양한 형태를 포착해야 했습니다."
40년의 질문에 답하다
-연구자들은 이러한 동적 메커니즘이 약물이 결합할 수 있는 다양한 기회를 의미한다는 것을 발견했습니다. 그들은 레세르핀과 테트라베나진이 VMAT2의 두 가지 다른 형태에 결합한다는 것을 확인했습니다.
-Pidathala는 “30~40년간의 약리학 연구를 통해 이 두 약물이 서로 다른 방식으로 수송체에 결합한다는 사실을 제시했지만 이것이 어떻게 작동하는지에 대한 원자적 세부 사항은 아무도 알지 못했습니다. 우리의 구조는 이 두 약물이 수송체의 두 가지 서로 다른 형태를 안정화하여 활동을 차단한다는 것을 잘 보여줍니다.” 세로토닌이 결합된 VMAT2의 구조를 통해 연구자들은 신경 전달 물질과 상호 작용하고 수송을 추진하는 특정 아미노산을 찾아낼 수 있었습니다.
“우리는 이것이 이 수송체가 모든 모노아민과 결합하기 위해 사용하는 일반적인 메커니즘이라고 믿습니다.”라고 Lee는 말했습니다. 이 연구가 모노아민 수송을 이해하는 데 큰 도약을 제공하는 동안 Lee와 그의 팀은 그 메커니즘을 더 깊이 탐구하고 있습니다. 예를 들어, 모노아민을 소포로 섭취하는 것은 다른 방향으로 이동하는 양성자에 의해 촉진됩니다. Lee는 “우리는 양성자 의존 과정에 중요한 아미노산을 확인했습니다.
그러나 양성자가 정확히 어떻게 이러한 수송을 추진하는지 아직 모릅니다. 이 메커니즘을 결정하는 것이 우리의 미래 방향이며, 이는 이 운송 장치가 어떻게 작동하는지 완전히 이해하는 데 도움이 될 것입니다.”
참고 자료: Shabareesh Pidathala, Shuyun Liao, Yaxin Dai, Xiao Li, Changkun Long, Chi-Lun Chang, Zhe Zhang 및 Chia-Hsueh Lee의 "인간 VMAT2의 신경 전달 물질 수송 및 약물 억제 메커니즘", 10월 32일 2023, 자연. DOI: 10.1038/s41586-023-06727-9 이 연구의 또 다른 첫 번째 저자는 북경대학교 생명과학부의 Shuyun Liao입니다. 이번 연구의 공동 교신저자는 북경대학교 생명과학부의 Zhe Zhang입니다. 다른 저자로는 St. Jude의 Xiao Li와 Chi-Lun Chang, Peking University 생명 과학부의 Changkun Long이 있습니다. 이 연구는 국립 보건원(R01GM143282), 중국 국가 핵심 연구 개발 프로그램(2021YFA1302300)의 보조금으로 지원되었습니다. , 중국 국립자연과학재단(32171201), SLS-Qidong 혁신 기금, Li Ge-Zhao Ning Life Science Youth Research Foundation, 중국 막 생물학의 국가 핵심 연구소와 St. Jude의 기금 모금 및 인식 조직인 ALSAC.
======================
메모 2312210633 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링
base.oss.mode에서 oss는 oser 수송체를 단위로 한다. 이는 신경전달물질의 수송체인 수포성 모노아민 수송체 2(VMAT2)의 구조의 역할과 유사하다. base의 내용물을 전달하는 개념으로 해석할 소지도 있다. 허허.
뉴런이 서로 대화하는 방식에 사용되는 도파민, 세로토닌, 아드레날린을 포함하는 모노아민이라는 화합물은 신경 전달에서 중심 역할을 다각적으로 해석하는 방식을 광범위하고 범과학의 우주의 뇌신경망 관련성에 심층적으로 무한 데이타를 제공한다. 허허.
뇌의 활동은 수송체 oser.fractal 무한개념으로 진화되었을거여. 으음. 불가사리나 외계 우주인들도 촉수 뇌이든 머리 중심 두뇌로든 지적인 생각들을 할게 아닌감? 그래서 잘 알아야 한다. 어허.
-This groundbreaking research advances the field of neuropharmacology by providing insights into neurotransmitter transmission. Neurons communicate through chemical signals known as neurotransmitters. St. St. Jude Children's Research Hospital leveraged its expertise in structural biology to successfully elucidate the structure of vesicular monoamine transporter 2 (VMAT2), a key component of neurotransmission.
-By visualizing VMAT2 in different states, scientists now have a better understanding of VMAT2's function and how the protein's different shapes affect drug binding. This is important information for developing drugs to treat hyperkinesia (excessive movement) disorders such as Tourette syndrome. The study was recently published in the journal Nature. How neurons talk to each other Compounds called monoamines, which include dopamine, serotonin, and adrenaline, play a central role in neurotransmission.
======================
Memo 2312210633 My thought experiment qpeoms storytelling
In base.oss.mode, oss is the unit of oser transporter. This is similar to the structural role of vesicular monoamine transporter 2 (VMAT2), a neurotransmitter transporter. It may be interpreted as a concept that conveys the contents of the base. haha.
Compounds called monoamines, including dopamine, serotonin, and adrenaline, which are used in the way neurons talk to each other, play a central role in neurotransmission and provide infinite data to delve deep into the relevance of brain neural networks in a broad and pan-scientific universe in a multifaceted way. to provide. haha.
Brain activity may have evolved into a transporter oser.fractal infinite concept. Umm. Don't starfish and aliens also have intelligent thoughts, either with their tentacle brains or their head-centered brains? So you need to know it well. Uh huh.
Sample oms (standard)
b 0 a c f d 0000e0
0 0 0 a c 0 f00bde
0 c 0 f a b 000e0d
e 0 0 d 0 c 0b0fa0
f 0 0 0 e 0 b0dac0
d 0 f 0 0 0 cae0b0
0 b 0 0 0 f 0ead0c
0 d e b 0 0 ac000f
c e d 0 b a 00f000
a 0 b 0 0 e 0dc0f0
0 a c e 0 0 df000b
0 f 0 0 d 0 e0bc0a
sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Sample oss.base (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
.Mysterious Anatomy Unraveled – Stanford Scientists Uncover Location of Starfish’s Head
신비한 해부학적 해명 – 스탠포드 과학자들이 불가사리 머리의 위치를 밝혀냈습니다
주제:해부진화진화생물학해양 생물학인기 있는스탠포드 대학교 작성자 스탠퍼드 대학교 2023년 12월 17일 보라색 불가사리 유전 및 분자 도구를 사용한 스탠포드 연구에서 불가사리 해부학의 신비가 풀렸으며 불가사리의 "머리"가 중앙과 각 다리를 포함하여 여러 영역에 걸쳐 분포되어 있음이 밝혀졌습니다.
이 발견은 전통적인 이해에 도전하고 복잡한 진화의 역사를 암시합니다. 양측 신체 계획에서 5방형 신체 계획으로의 전환을 탐구하는 이 연구는 진화 생물학에 대한 통찰력을 얻기 위해 다양한 생명체를 연구하는 것의 중요성을 강조합니다. 불가사리에게 모자를 씌워준다면 어디에 쓰시겠어요? 불가사리 중앙에요? 아니면 팔 끝, 그렇다면 어느 쪽입니까? 질문은 어리석지만 동물학 및 발달 생물학 분야에서 베테랑 과학자와 생물학 입문 수업에 참여하는 학생들을 모두 당황하게 만드는 심각한 질문에 직면하게 됩니다.
불가사리 머리? 그리고 그들의 신체 레이아웃은 우리의 신체 레이아웃과 어떤 관련이 있나요? 이제 새로운 스탠포드 연구에서는 유전 및 분자 도구를 사용하여 불가사리의 신체 부위를 지도화했습니다. 그들의 유전자 발현은 이 오랜 미스터리에 대한 답을 찾는 데 도움이 됩니다. 연구자들은 불가사리의 “머리”가 어느 한 곳에 있지 않다는 것을 발견했습니다. 대신, 머리 모양의 영역은 불가사리의 중앙과 몸체의 각 팔다리 "대답은 우리가 예상했던 것보다 훨씬 더 복잡합니다."라고 스탠포드 인문 과학 대학의 Christopher Lowe 연구실 및 Daniel S. Rokhsar 연구실의 수석 저자이자 박사후 연구원인 Laurent Formery는 말했습니다.
캘리포니아 대학교, 버클리. "그것은 정말 이상합니다. 그리고 아마도 그룹의 진화는 이보다 훨씬 더 복잡했을 것입니다." 불가사리(바다 별)는 극피동물이라고 불리는 동물 그룹에 속합니다. 극피동물과 인간은 밀접한 관련이 있지만 불가사리의 생활 주기와 해부학적 구조는 우리와 매우 다릅니다. 불가사리는 자유롭게 떠다니는 유충으로 부화하는 수정란으로 생활을 시작합니다. 유충은 몇 주에서 몇 달 동안 플랑크톤 형태로 바다에서 밥을 짓다가 해저에 정착하여 일종의 마술을 부리며 양측성(정중선을 가로질러 대칭인) 신체 구조에서 5개 별 모양의 성체로 변합니다.
오방형 신체 계획이라고 합니다. Hopkins Marine Station의 연구원이자 최근 저널에 게재된 논문의 수석 저자이기도 한 Lowe는 "이것은 수세기 동안 동물학적 미스터리였습니다."라고 말했습니다. 자연. “양측 신체 계획에서 오방형 계획으로 어떻게 전환할 수 있으며 모든 부분을 어떻게 비교할 수 있습니까? 불가사리를 우리 몸의 계획에 포함시키나요?” 매핑 별 이와 같은 퍼즐의 경우, 연구자들은 관심 있는 특성을 촉발한 진화 사건에 대한 단서를 수집하기 위해 관련 동물 그룹의 유사한 구조를 식별하기 위해 종종 비교 연구를 수행합니다. “불가사리의 문제는 해부학적으로 척추동물과 관련될 수 있는 것이 전혀 없다는 것입니다.”라고 Lowe는 말했습니다.
“그냥 아무것도 없어요.” 적어도 불가사리 외부에는 아무것도 없습니다. 그리고 바로 여기에 유전적, 분자적 기술이 활용됩니다. 대학원 연구 기간 동안 Forery는 성게의 초기 발달을 연구했습니다. 극피동물은 불가사리와 마찬가지로 양쪽 유충으로 삶을 시작한 후 5중 대칭을 갖춘 성체로 변신합니다. Forery가 Lowe의 연구실에 합류했을 때 Forery의 극피동물 발달에 대한 지식은 Lowe의 분자생물학 기술 전문 지식과 결합되어 불가사리의 당황스러운 신체 구조에 대한 미스터리를 해결하는 데 도움이 되었습니다. 팀은 각 세포가 속한 신체 부위를 "알려줌"으로써 유기체의 신체 계획에 대한 청사진 역할을 하는 잘 연구된 분자 마커 그룹(예: Hox 유전자)을 사용했습니다.
"동물의 피부를 벗겨내고 꼬리에서 머리를 정의하는 데 관련된 유전자를 살펴보면 모든 동물 그룹에서 동일한 유전자가 이러한 신체 부위를 암호화합니다."라고 Lowe는 말했습니다. "그래서 우리는 해부학적 구조를 무시하고 질문했습니다. 이 모든 이상한 해부학적 구조 아래에 분자 축이 숨겨져 있습니까? 불가사리가 5방형 신체 계획을 형성하는 데 있어 분자 축의 역할은 무엇입니까?" 이 질문을 조사하기 위해 연구자들은 조직에서 유전자가 발현되는 위치를 정확히 찾아내는 기술인 RNA 단층 촬영을 사용했으며 in situ 혼성화는 세포의 특정 RNA 서열에 초점을 맞추는 기술입니다.
“먼저 우리는 불가사리의 팔을 끝에서 중앙으로, 위에서 아래로, 왼쪽에서 오른쪽으로 얇은 조각으로 나누었습니다.”라고 Forery는 말했습니다. 불가사리는 사라진 팔다리를 재생한다는 점을 지적했습니다. “우리는 RNA 단층촬영을 사용하여 각 조각에서 어떤 유전자가 발현되었는지 확인한 다음 컴퓨터 모델을 사용하여 조각을 '재조립'했습니다. 이를 통해 우리는 유전자 발현에 대한 3D 지도를 얻을 수 있었습니다.” “두 번째 방법인 in situ 혼성화 연쇄 반응에서는 불가사리 조직을 염색하고 샘플을 육안으로 검사하여 유전자가 어디에 있는지 확인했습니다. 표현됐다”고 포머리는 말했다. 이를 통해 연구자들은 외배엽이라고 불리는 세포의 가장 바깥층에서 신체 패턴을 앞뒤(머리에서 꼬리까지) 조사할 수 있었습니다. “이것은 최근 현장 혼성화( 혼성화 연쇄 반응이 일어난다고 Forery는 말했습니다. "이 새로운 방법은 유전자가 발현되는 위치에 대한 더 나은 분해능을 제공합니다."
연구에 따르면 불가사리는 각 “팔”의 중앙에 머리 모양의 영역이 있고 둘레를 따라 꼬리 모양의 영역이 있는 것으로 나타났습니다. 예상치 못한 반전으로, 불가사리 외배엽의 어느 부분도 "몸통" 유전 패턴 프로그램을 표현하지 않으며, 이는 불가사리가 대부분 머리 모양임을 암시합니다. 정말 다양한 생물 다양성 채굴 연구는 종종 우리와 유사한 동물 그룹에 중점을 두고 있다고 연구원들은 설명했습니다. 그러나 익숙한 것에 초점을 맞추면 새로운 것을 배울 가능성이 줄어듭니다. “이 행성에는 34종의 서로 다른 동물 문이 살고 있으며 대략 6억년이 넘는 시간 동안 그들은 모두 동일한 근본적인 생물학적 문제에 대해 서로 다른 해결책을 찾아냈습니다.”라고 Lowe는 말했습니다. “대부분의 동물은 뛰어난 신경계를 갖고 있지 않고 먹이를 쫓고 있습니다.
그들은 바다 굴 속에 사는 겸손한 동물입니다. 사람들은 일반적으로 이 동물들에게 끌리지 않지만, 아마도 그들은 삶이 얼마나 시작되었는지를 나타낼 것입니다.” 이 연구는 유전적 및 분자적 기술을 사용하는 비교 접근 방식을 사용하여 다양한 동물이 왜 그렇게 생겼는지, 그리고 신체 계획이 어떻게 진화했는지에 대한 통찰력을 얻기 위해 생물 다양성을 조사하는 데 어떻게 사용할 수 있는지 보여줍니다. Forery는 "최근 분자 논문에서도 진화계통의 극피동물 근처에 물음표가 있습니다. 왜냐하면 우리가 극피동물에 대해 많이 알지 못하기 때문입니다."라고 말했습니다. "적어도 분자 수준에서는 이제 나무에 놓을 수 있는 새로운 퍼즐 조각이 있다는 것을 보여주는 것이 좋았습니다."
참조: L. Forery, P. Peluso, I. Kohnle, J. Malnick, J. R. Thompson, M. Pitel, K. R. Uhlinger, D. S. Rokhsar, D. R. Rank 및 "성체 극피동물의 전후 패턴화에 대한 분자적 증거" C. J. Lowe, 2023년 10월 32일, 자연. DOI: 10.1038/s41586-023-06669-2 Forery, Lowe 및 Rokhsar는 Chan Zuckerberg BioHub의 연구원이기도 합니다. Rokhsar는 오키나와 과학 기술 연구소의 연구원이기도 합니다. 추가 스탠포드 공동 저자로는 Hopkins Marine Station의 Ian Kohnle, Judith Malnick 및 Kevin Uhlinger가 있습니다. 추가 저자는 캘리포니아 주 멘로 파크에 있는 Pacific Biosciences와 오레곤 주 그레샴에 있는 Columbia Equine Hospital 출신입니다. 이 연구는 NASA, 국립 과학 재단 및 Chan Zuckerberg BioHub의 자금 지원을 받았습니다.
댓글