SYD-2对神经突触小泡前体蛋白轴突运输的调控作用及分子机制

突触是神经网络信号传递的基础结构，突触蛋白如何正确运输和定位是神经突触乃至神经网络形成的关键问题， 但其精确调控机制至今尚不清晰。秀丽线虫以其神经系统结构简单和独特的分子遗传学特点而成为研究神经系统的重要模式动物。本研究发现，线虫运动神经DD/VD和DA9中，突触活动区蛋白SYD-2突变导致突触小泡蛋白异位分布于整条轴突直至远端；此表型能够被unc-16、unc-116和jnk-1增强，提示syd-2与这些基因相互作。我们将一方面探讨syd-2与这些分子是否在同一信号通路中及上下游关系；另一方面通过遗传学方法进行syd-2抑制子筛选，同时采用体内免疫共沉淀的方法，寻找syd-2调控突触蛋白运输的其他相关分子，阐明信号通路和调控网络。该项目将进一步揭示突触蛋白轴突正确运输和定位的精细调控机制，为正确认识突触乃至神经网络形成提供借鉴。

突触是神经网络信号传递的基础结构，突触组成分子绝大多数由胞体合成后经轴突长途运输至神经突触，因此突触蛋白如何正确运输和定位是神经突触乃至神经网络形成的关键问题，其精确调控机制至今尚不清晰。秀丽线虫以其神经系统结构简单和独特的分子遗传学特点而成为研究神经系统的重要模式动物。本研究发现，在线虫运动神经元DD/VD和DA9中，神经突触活动区标记分子syd-2突变导致突触囊泡失去正常定位，异位分布于整条轴突直至末端，主要呈现轴突远端聚集的表型。分子机制研究表明，syd-2对突触囊泡定位调控信号通路是与JNK-1信号通路平行的。遗传学分析和syd-2抑制子筛选实验证明，SYD-2分子调控突触囊泡定与轴突正向运输密切相关，依赖于正向运输分子马达UNC-104。SYD-2片段的显性负效应实验证明，SYD-2的coiled-coil结构域是其调控囊泡定位的关键结构域，其中包含SYD-2自身形成同源二聚体和寡聚体的关键结构域LH1和SYD-2/UNC-104结合的关键区341th-695th aa，其中LH1结构域起基础作用。因此提出假设，SYD-2分子定位于突触活动区，通过自身形成寡聚体以及与UNC-104结合，指导UNC-104停留在突触，然后运载的突触突触囊泡才能被卸载和正确定位于突触区。