シナプスカルシウムシグナル伝達のナノ組織化

最近の研究では、シナプス小胞、活性ゾーンタンパク質、電圧依存性カルシウムチャネルのクラスタリングによってマークされた誘発融合の部位が、ナノコラム内のシナプス後受容体クラスターに直接並置される、単一シナプス内の絶妙な構造ナノ組織化を示唆しています。シナプス前融合装置とシナプス後受容体の間のこの直接的なナノメートルスケールのアライメントは、シナプスシグナル伝達の忠実度を確保し、単一のアクティブゾーン内で互いに干渉することなく複数の異なる信号が発生する可能性があると考えられています。この組織の機能的特異性は、カルシウムシグナルの固有のナノ組織化によって可能になります。カルシウムシグナルは、電圧依存性カルシウムチャネル、細胞内貯蔵、貯蔵型カルシウム侵入などのすべての異なるカルシウム源がナノドメイン内にローカルターゲットを専用にしていることを保証するために専用の局所ターゲットを確実にします。アクションの精度。ここでは、カルシウムシグナルの観点からシナプスナノ組織化について説明します。1980年代の初期の研究からの主要な発見のいくつかは、新しい遺伝子ツールと超解像度イメージング技術を活用する現在の研究を促し続けています。

Recent studies suggest an exquisite structural nano-organization within single synapses, where sites of evoked fusion - marked by clustering of synaptic vesicles, active zone proteins and voltage-gated calcium channels - are directly juxtaposed to postsynaptic receptor clusters within nanocolumns. This direct nanometer scale alignment between presynaptic fusion apparatus and postsynaptic receptors is thought to ensure the fidelity of synaptic signaling and possibly allow multiple distinct signals to occur without interference from each other within a single active zone. The functional specificity of this organization is made possible by the inherent nano-organization of calcium signals, where all the different calcium sources such as voltage-gated calcium channels, intracellular stores and store-operated calcium entry have dedicated local targets within their nanodomain to ensure precision of action. Here, we discuss synaptic nano-organization from the perspective of calcium signals, where some of the principal findings from early work in the 1980s continue to inspire current studies that exploit new genetic tools and super-resolution imaging technologies.