Научный коллектив под руководством профессора Кристиана Розенмунда из берлинской клиники «Шарите» впервые продемонстрировал микроскопические снимки, на которых запечатлен момент выброса нейромедиаторов в синаптическую щель.
Применив методы оптогенетики на нейронах мышей, исследователи активировали секрецию медиаторов световой вспышкой, после чего мгновенно подвергли клетки криофиксации в жидком этане при температуре –180 °C. Заморозка, осуществленная всего через 1–2 миллисекунды после стимуляции, позволила детально визуализировать молекулярные структуры при помощи криоэлектронной микроскопии.
Анализ полученных данных выявил, что процесс слияния синаптических везикул инициируется формированием точечного контакта, который впоследствии преобразуется в пору, открывающую путь нейромедиаторам. Кроме того, большинство активных пузырьков оказались соединены с соседними везикулами тонкими белковыми нитями (филаментами). По мнению авторов, эта структурная особенность обеспечивает стабильность и продолжительность передачи нервных импульсов.
Источник: Kroll, J., Kravcenko, U., Sadeghi, M. et al. Nat Commun 16, 11131 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-67291-6
«До настоящего времени точная последовательность этапов слияния везикул с клеточной мембраной оставалась загадкой», — подчеркивает ведущий автор работы, доктор Яна Кролль из Центра Макса Дельбрюка. Инновационная технология позволила ученым наблюдать работу синапсов в динамике, не нарушая их естественных функций.
Детальное изучение этого механизма, срабатывающего в человеческом мозге миллионы раз в секунду, имеет фундаментальное значение для медицины. Генетические дефекты в белках, ответственных за этот процесс, часто диагностируются у пациентов с эпилепсией и другими нейропатологиями. «Раскрытие специфической роли каждого белка упростит разработку таргетных методов терапии подобных синаптопатий», — резюмирует профессор Розенмунд.
В рамках дальнейших исследований доктор Кролль планирует повторить эксперимент на человеческих нейронах, полученных из стволовых клеток, чтобы выявить ключевые различия в механизмах нейронной передачи между человеком и лабораторными животными.
Источник: iXBT
