11月24日，我校生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院陽小飛教授團隊在神經(jīng)科學(xué)頂級期刊Nature Neuroscience上發(fā)表了題為Munc18 modulates syntaxin phase separation to promote exocytosis的研究論文（論文鏈接https://rdcu.be/eRu6Q）。該研究首次揭示，神經(jīng)元突觸前膜中的關(guān)鍵蛋白syntaxin可通過“液-液相分離”形成動態(tài)聚集，并受到Munc18蛋白的精細(xì)調(diào)控，從而影響神經(jīng)遞質(zhì)釋放及動物行為。

此項工作由陽小飛教授團隊聯(lián)合辛辛那提大學(xué)、華中科技大學(xué)、四川大學(xué)、美國國立衛(wèi)生研究院及伊利諾伊大學(xué)香檳分校等多個團隊合作完成。

論文第一署名單位為我校，陽小飛教授為共同通訊作者，我校研究生裴青為第一作者，青年教師龔吉紅為共同第一作者，研究生榮伊、余意、秦宇洋、吳世平為共同作者。該成果是我校在神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得的又一重要突破。

研究揭示，大腦能夠精準(zhǔn)控制信號傳遞，得益于一個動態(tài)調(diào)控機制：介導(dǎo)囊泡融合的核心SNARE蛋白syntaxin可通過“相分離”過程實現(xiàn)“聚散離合”。研究團隊創(chuàng)新性地運用光遺傳學(xué)技術(shù)，在活體小鼠中精確調(diào)控syntaxin的聚集狀態(tài)。實驗發(fā)現(xiàn)，增強其聚集會顯著抑制神經(jīng)遞質(zhì)釋放，并導(dǎo)致小鼠捕食行為受損，從而證實這些聚集體在突觸囊泡分泌中主要起抑制作用。在調(diào)控機制方面，研究進一步闡明了關(guān)鍵調(diào)控蛋白Munc18的新功能：Munc18通過與syntaxin結(jié)合，將其從非活性的“儲備庫”中釋放出來，進而形成具有融合活性的Syntaxin/Munc18復(fù)合物，為高效囊泡融合做好準(zhǔn)備。

機制模型圖：Munc18通過相分離機制調(diào)控Syntaxin蛋白聚集。生醫(yī)學(xué)院供圖

Syntaxin蛋白聚集通過其胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域相互作用驅(qū)動相分離而形成，這些聚集結(jié)構(gòu)可作為分子儲備庫，防止囊泡過度融合。Munc18能夠結(jié)合并閉合Syntaxin的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，將其從蛋白簇中物理分離，從而啟動膜融合過程。

陽小飛教授團隊的該項研究揭示了一種基于Syntaxin聚集控制神經(jīng)信號傳遞的動態(tài)蛋白質(zhì)“開關(guān)”，為理解大腦高效處理信息的微觀機制提供了全新視角。在方法上，研究還實現(xiàn)了在活體動物中利用光遺傳技術(shù)對蛋白質(zhì)聚集狀態(tài)的精準(zhǔn)調(diào)控，為干預(yù)神經(jīng)活動提供了創(chuàng)新工具。