通过空间蛋白质组学发现新的突触类型

研究人员开发了一种新的超分辨率高通量成像方法。利用新技术，科学家们能够创建具有单分子分辨率的 3D 神经元细胞图谱，并发现了一种以前未知的突触类型。研究结果发表在《细胞》杂志上。

在当前由 MPI 生物化学和 LMU 的 Jungmann 实验室的 Eduard Unterauer 领导的研究中，研究人员展示了 SUM-PAINT。这是超分辨率显微镜的一项新技术发展，首次允许对大量蛋白质进行非常快速且几乎无限的可视化和绘图。

该研究的共同第一作者 Eduard Unterauer 表示：“生命系统的复杂性范围从整个生物体和组织，到复杂的细胞网络的结构，再到单个生物分子的组织和相互作用。”

“为了从整体上理解这种复杂性，必须同时研究单个生物分子的位置、身份和相互作用。这种结合多个信号的方法称为多重方法。必须克服四个关键挑战才能全面了解蛋白质组织：灵敏度、吞吐量、空间分辨率和复用能力。”

该团队专注于大脑中神经元细胞的复杂环境，创建了首个具有 30 种不同蛋白质类型的单分子分辨率的神经元图谱。凭借提高的吞吐量和复用能力，他们能够解开近 900 个单独突触的突触蛋白组成的复杂性。

为了进一步探索这些大数据集，研究团队开发了基于机器学习的分析管道。通过分析成像数据集中的 1,600 个特征，例如蛋白质含量、分布或形状，科学家们发现了一种以前未知的化学突触类型。这些突触仅占所有突触的 1% 左右。使用其他成像技术无法检测到它们。

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