神经网络的形成是一个非常复杂的过程。在大脑发育过程中,神经元之间需要建立连接,它们延伸轴突以相互接触。这些神经元在大脑和目标组织之间形成回路,化学和电信号就通过这样的回路传递。这个过程主要依赖于位于神经元轴突顶端的生长锥。这些生长锥能够感知环境,确定目标的位置并向其生长,使轴突一步步被引导到正确的方向,并最终达到靶细胞。但轴突是如何感知并确定正确的生长方向,以及生长锥之间和轴突之间的信号联系依然是个未解之谜。
2018年3月1日,北京大学生命科学学院王家槐、张研、肖俊宇课题组联合在期刊Neuron上在线发表题为“Structural basis for Draxin-modulated axon guidance and fasciculation by Netrin-1 through DCC”的论文,该项研究首次揭示了Netrin-1与其受体DCC结合的情况下,draxin对神经元发育过程中轴突导向和成簇现象的调制机理。
DCC最初被发现时是结肠癌细胞的标记受体,后来经证实,它更重要的角色是神经元细胞表面的受体。在神经系统早期发育阶段,DCC将各个神经元正确地互相连接起来,建立神经网络。在发育初期,神经元会先生长出轴突,在神经生长因子Netrin-1以及其它一些信号分子的引导下生长,一直抵达目的地,与其应该连接的神经元细胞建立突触联系。DCC是Netrin-1的主要受体,正是Netrin-1和轴突表面DCC的相互作用,引导了神经元的轴突向正确的方向延伸。
在这项工作中,研究人员揭示了Draxin/DCC和Draxin/Netrin-1复合体的结构以及由netrin介导的轴突趋性和成簇现象。Draxin用它的C端结构域与DCC分子N端的4个免疫球蛋白结构域相结合,又用另一个小肽段与netrin-1的EGF-3结构域结合 。Draxin通过捕获Netrin-1进而靠近DCC受体。在2014年的Neuron中报道,Netrin-1也能直接和DCC结合,因此DCC/Draxin/Netrin-1/DCC好像形成了一个桥梁,连接了两个轴突上的DCC。也就是说,单次跨膜的DCC分子通过Netrin-1和Draxin的结合促进了神经元的成簇现象以及轴突导向。
?Draxin有一个小的半胱氨酸聚集区,通过它来结合DCC
轴突导向是神经科学领域里一个非常神秘而又复杂的问题。在已有研究的基础上,张研及Meijers课题组目前仍在进一步研究draxin是如何调制神经元的成簇现象、其它受体如何结合Netrin-1以及中间介导分子的选择机制等等。
本课题由北京大学生命科学学院张研、肖俊宇课题组联合哈佛医学院在北大的客座教授王家槐实验室、欧洲分子生物学实验室(EMBL)Meijers课题组共同完成。刘迎、Tuhin Bhowmick、刘一穹、高雪帆为文章的共同第一作者,北京大学是第一作者单位。该项研究得到了国家自然科学基金委、****科学基金、国家重点研究发展计划、美国国立卫生研究院(National Institutes of Health,NIH)以及北大清华生命联合中心基金的支持。
编辑:白杨
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
生命科学学院王家槐、张研、肖俊宇课题组与合作者首次揭示DCC/Netrin/Draxin复合体对神经元轴突导向的调制机理
本站小编 Free考研/2020-04-10
相关话题/结构 细胞
北大生科院瞿礼嘉教授课题组在Science发文揭示植物中调控花粉管细胞完整性与精细胞释放的分子机制
2017年12月15日,北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心瞿礼嘉课题组的研究论文“ArabidopsispollentubeintegrityandspermreleaseareregulatedbyRALF-mediatedsignaling”在线发表于国际著名期刊Science上, ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10北京大学分子医学研究所罗金才组揭示血管内皮细胞分泌的变阻器调控模式
内皮细胞Weibelpalade小体(WP小体)的分泌是血管损伤防御反应的重要机制之一,揭示其分子调控机制对了解血栓与止血、炎症与稳态等关键病理生理过程具有重要意义。近日,国际知名学术期刊Blood在线报道了北京大学分子医学研究所罗金才课题组的最新发现,揭示非肌细胞型肌球蛋白MyosinII调控WP ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10生命科学学院李程研究组在《自然-通讯》发表癌症基因组三维结构和拷贝数变异关系的研究成果
染色质在细胞核中折叠成高度复杂的三维结构,并且在细胞分化、增殖等过程中被动态调控。染色质构象捕获技术如5C、Hi-C和ChIA-PET可以捕捉基因组范围的高分辨率染色质相互作用,帮助我们更好地理解三维基因组和生物功能之间的关系,例如染色质形成的环状结构可以使基因的启动子和相距较远的增强子之间相互作用 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10生命科学学院王忆平课题组在细菌细胞周期调控研究领域再次发现新机制
了解细菌如何协调其生长与细胞周期,以维持其细胞大小的平衡是生物学上的一个重要课题。诺贝尔奖得主FrancoisJacob曾经说过:“每个细胞的梦想是变成两个细胞(Thedreamofeverycellistobecometwocells)。”以细菌为例,处于指数期增殖状态的细菌新生细胞首先体积增大至 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10深研院新材料学院在锂离子正极材料结构与性能研究取得重要进展
锂离子电池作为高效的能量存储系统在交通运输领域具有广泛的应用,包括混合式动力电动车(HEV),插电式混合动力汽车(PHEV)和电动汽车(EV),但是现有商用的锂离子电池正极材料不能够满足人们对于能量密度、倍率性能以及稳定性的需求。LiNixCoyMnzO2的安全性、流程繁琐性等问题阻碍了大规模的使用 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10生命科学学院徐成冉课题组解析成肝细胞分化途径和调控机制
近期,北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心徐成冉课题组在Hepatology(《肝脏学》)杂志上发表了题为“Asingle-celltranscriptomicanalysisrevealsprecisepathwaysandregulatorymechanismsunderlyingh ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10生命科学学院徐成冉课题组揭示胰岛细胞成熟调控路径
近期,北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心徐成冉课题组在CellMetabolism(《细胞·代谢》)杂志上发表了题为“DecipheringPancreaticIsletβCellandαCellMaturationPathwaysandCharacteristicFeaturesat ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10人民医院黄晓军关于造血干细胞移植的研究成果在国际血液学顶级期刊发表
近日,国际血液学顶级期刊Leukemia(IF=11.7)在线发表了北京大学血液病研究所、北京大学人民医院黄晓军教授课题组完成的“急性白血病首次缓解期异基因造血干细胞移植供者选择”前瞻性临床研究。这一研究成果用实例挑战了造血干细胞移植“HLA全合同胞始终作为首选供者”的经典法则。该研究通过对1199 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10邓宏魁及柴真研究组在Cell Stem Cell杂志上发表重要研究成果:建立细胞谱系重编程的新方法
2017年6月22日,国际著名学术期刊CellStemCell在线发表北京大学生命科学学院邓宏魁及柴真研究组题为“DirectReprogrammingofFibroblastsviaaChemically-inducedXEN-likeState”的研究论文。该研究在国际上首次建立了一条全新的细胞 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10汤富酬课题组发表单细胞表观多组学测序技术的最新研究成果
2017年6月16日,北京大学生命科学学院生物动态光学成像中心汤富酬课题组在CellResearch杂志在线发表了题为“Single-cellmulti-omicssequencingofmouseearlyembryosandembryonicstemcells”的研究论文。该研究在国际上率先发展 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10