Ученые давно наблюдали наличие пузырьков везикул, содержащих нейротрансмиттер глутамат и цинк в синапсах, специализированных контактов между нейронами, где нейротрансмиттеры высвобождаются для распространения электрических сигналов через мозг. Глутамат является основным возбуждающим нейротрансмиттером в головном мозге, но необходимость в синаптическом цинке, важном элементе, который действует как кофактор для многих ферментов и регуляторных белков, не изучена, сказал Танос Цунопулос, доктор философии, доцент. в группе слуховых исследований отделения отоларингологии Медицинской школы Питта.
«До сих пор у нас не было возможности количественно определить или проследить за цинком, когда он попадает в синаптическую щель», — сказал он. «В этом исследовании мы использовали новые инструменты для этого и нашли путь, который может быть важен при таких состояниях, как болезнь Хантингтона и болезнь Альцгеймера».Соисследователь Стивен Липпард, доктор философии, и его команда из Массачусетского технологического института (MIT) разработали агент, который флуоресцирует, когда связывает цинк, что впервые позволило точно измерять уровни цинка и отслеживать движения элемента. . Они также создали агент, который блокирует активность цинка, тем самым позволяя им нарушать действия металла, чтобы определить его функцию.Исследователи узнали, что цинк действительно выделялся из везикул и распространялся через место высвобождения.
Удивительно, но он мог связываться с так называемыми внесинаптическими рецепторами глутамата NMDA-типа, как и глутамат нейротрансмиттера. В то время как глутамат активирует эти рецепторы, цинк их ингибирует.
«Глутамат действует как ускоритель нейронной активности, в то время как цинк действует как тормоз, который точно настраивает этот сигнал», — сказал д-р Цунопулос. «Считается, что рецепторы, на которые влияет цинк, играют роль в нейродегенеративных заболеваниях, поэтому эти открытия могут открыть новые возможности для исследований в этой области».