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Published on: May 1, 2017
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La endocitosis ultrarrápida en las sinapsis hipocampales del ratón
Shigeki Watanabe1, Benjamin R Rost2, Marcial Camacho-Pérez2
1Department of Biology and Howard Hughes Medical Institute, University of Utah, Salt Lake City, Utah, U.S.A.
Nature
|December 6, 2013
Resumen
El reciclaje de las vesículas sinápticas es crucial para la neurotransmisión. Este estudio revela un mecanismo de endocitosis ultrarrápido, distinto de las vías mediadas por clatrina o de beso y huida, que restaura rápidamente la superficie de la membrana después de la fusión.
Área de la Ciencia:
- La neurociencia es la neurociencia.
- Biología celular Biología celular.
- La biofísica es la biofísica.
Sus antecedentes:
- El reciclaje de las vesículas sinápticas es esencial para la neurotransmisión sostenida.
- Los modelos existentes proponen endocitosis mediada por clatrina (~ 20s) o endocitosis de beso y huida (~ 1s) para la regeneración de las vesículas.
- Los mecanismos precisos y la cinética del reciclaje rápido de las vesículas sinápticas siguen siendo incompletamente entendidos.
Objetivo del estudio:
- Investigar la cinética y los mecanismos de la endocitosis de las vesículas sinápticas inmediatamente después de la estimulación neuronal.
- Para diferenciar entre los modelos propuestos de reciclaje de vesículas sinápticas.
Principales métodos:
- Utilizó la optogenética para estimular las neuronas del hipocampo cultivadas con un solo estímulo.
- Se empleó la microscopía electrónica de flash y congelación para capturar la ultrastructura a intervalos fijos y rápidos después de la estimulación.
- Investigó los roles de la polimerización de actina y la dinamina en el proceso endocítico.
Principales resultados:
- La fusión de las vesículas sinápticas y el colapso de la membrana se produjeron dentro de los 30 ms de la estimulación.
- Se observó endocitosis compensatoria 50-100 ms después de la estimulación en los flancos de la zona activa.
- La inhibición de la polimerización de la actina bloqueaba la invaginación, mientras que la inhibición de la dinamina bloqueaba la escisión.
- Las vesículas sinápticas intactas no se recuperaron, descartando la endocitosis de beso y huida.
- Esta endocitosis ultrarrápida es ~ 200 veces más rápida que la endocitosis mediada por clatrina.
Conclusiones:
- Se identificó una nueva vía de "endocitosis ultrarrápida" para el reciclaje de las vesículas sinápticas.
- Esta vía es distinta de la endocitosis mediada por clatrina y de la endocitosis de beso y huida.
- La endocitosis ultrarrápida restaura rápidamente la superficie de la membrana sináptica, probablemente crucial para mantener la función neuronal.
