Fluorescenční obraz myšího hippocampálního řezu. Synapse jsou znázorněny zeleně a modré označuje buněčná těla neuronů. Kredit: Max Planck Institute for Brain Research / R. Ray.
Vědci z Institutu Max Planck Institute for Brain Research mapovali molekulární krajinu hippocampu myší, regionu centrální pro učení a paměť. Kombinací profilování RNA a proteinů s pokročilými metodami pro izolaci mozkových oblastí a synapsí identifikoval tým tisíce molekul s odlišnými prostorovými vzory.
Studie, Publikováno v Přírodní komunikaceUkazuje, jak lokální produkce proteinů a synaptická rozmanitost tvarují funkci hippocampální funkce a poskytuje volně přístupný zdroj pro výzkumnou komunitu.
Porozumění složitosti mozku vyžaduje podrobné mapy obou ransů (mRNA) a proteinů napříč regiony, typy buněk a kompartmenty. Zatímco nedávné studie profilovaly buď transkripty nebo proteiny ve specifických oblastech mozku, jen málokdo systematicky integroval obě molekulární třídy paralelně.
V tomto novém díle, Dr. Eva Kaulich, Quinn Waselenchuk a jeho kolegové v laboratoři Schuman v Max Planck Institute for Brain Research ve Frankfurtu představují první integrované transkriptomické a proteomické atlas myšího hippocampu v synaptickém rozlišení. Hippocampus-oblast centrální pro učení a paměť-byl vybrán pro svou dobře charakterizovanou strukturu, funkci a konektivitu.
Vědci kombinovali sekvenování RNA (RNA-seq) a kapalinovou chromatografii-tandemovou hmotnostní spektrometrii (LC-MS/MS) s přesnou mikrodisekcí hippocampálních podoblastí a vrstev, jakož i fluorescenčně aktivované synaptosomové třídění (FASS). Tato kombinace jim umožnila systematicky mapovat více než 17 000 mRNA a 10 000 proteinů a odhalit tisíce s odlišnými obohacovacími vzory, včetně receptorů, Iontové kanályMolekuly adheze a metabolické regulátory.
Integrace datových sad odhalila komplexní regulační vztahy: zatímco některé proteiny úzce odrážely hladinu mRNA, jiné ne odrážely další kontrolu proteinovými polovičními životy a lokálním překladem. Analýza pyramidálních neuronových kompartmentů dále ukázala, že distální dendrity se pravděpodobně více spoléhají na syntézu lokálního proteinu, aby si udržely molekulární identitu.
„Náš Atlas poskytuje bezprecedentní pohled na to, jak jsou RNA a proteiny organizovány v hippocampu. Tím se otevírá nové příležitosti ke studiu, jak molekulární rozmanitost podporuje funkci mozku a plasticitu,“ říká autorka spolupráce Eva Kaulich, postdoktorandská výzkumná pracovníka v laboratoři Schuman.
„Integrací transkriptomických a proteomických dat při subcelulárním rozlišení nyní můžeme lépe porozumět tomu, jak neurony regulují své molekulární stroje na místní úrovni, zejména v synapsích,“ dodává spoluvě prvním autor Quinn Waselenchuk, postgraduální student v laboratořích Erin Schuman a Julian Langer na Max Planckově ústavu pro mozkové institut mozku.
„Hippocampus již dlouho sloužil jako modelový systém v neurovědě. Díky zpřístupnění tohoto atlasu se snažíme poskytnout nástroj, který pomůže komunitě prozkoumat, jak molekulární organizace formuje neuronální a synaptickou funkci,“ uzavírá Schuman.
Více informací:
Eva Kaulich a kol., Integrovaná transkriptomická a proteomická mapa myšího hippocampu v synaptickém rozlišení, Přírodní komunikace (2025). Dva: 10.1038/S41467-025-63119-5
Atlas je veřejně dostupný prostřednictvím Syndive.org.
Poskytl Max Planck Institute for Brain Research
Citace: Molekulární atlas hippocampu: mapování RNA a proteinů v synaptickém rozlišení (2025, 19. září) Citováno 19. září 2025 z https://medicalxpress.com/news/2025-09-09-molecular-atlas-hippocampus-proteins.html
Tento dokument podléhá autorským právům. Kromě jakéhokoli spravedlivého jednání za účelem soukromého studia nebo výzkumu nemůže být žádná část bez písemného povolení reprodukována. Obsah je poskytován pouze pro informační účely.
