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化和脱化CREB:一个Ca2+和刺激持续时间依赖的开关,用于海马的基因表达

H Bito¹, K Deisseroth, R W Tsien

¹Department of Molecular and Cellular Physiology, Beckman Center for Molecular and Genetic Medicine, Stanford University School of Medicine, California 94305-5426, USA.

|December 27, 1996

概括

突触活动通过信号通路影响大脑细胞中的基因表达. 这些途径涉及CaM激酶和氨酸,调节CREB蛋白酸化,影响长期记忆的形成.

科学领域:

神经科学是一个神经科学.
分子生物学分子生物学
细胞信号传输细胞信号传输

背景情况:

基因表达的变化对于长期记忆等大脑功能至关重要.
连接突触刺激与基因转录的细胞机制尚不清楚.
了解刺激-转录合是解读记忆形成的关键.

研究的目的:

研究控制中心突触中循环AMP响应元素结合蛋白 (CREB) 酸化的信号通路.
阐明突触输入如何调节海马神经元中CRE调节的基因表达.
为了确定/卡尔莫杜林 (Ca2+/CaM) 相关的/卡尔莫杜林 (Ca2+/CaM) 相关的机制.

主要方法:

研究海马神经元中的信号通路.
研究的Ca2+/calmodulin (CaM) 调节机制.
分析了CaM激酶级联 (CaMKIV) 和氨酸在核蛋白酶1活性中的作用.
研究了突触输入持续时间对-CREB水平的影响.

主要成果:

确定了两个关键的Ca2+/CaM调节途径:核CaMKIV级联和核蛋白酸酶1的氨酸依赖调节.
证明长时间的突触输入延长了光CREB升高的持续时间.
表明活动诱导的素尿素不活化有助于延长-CREB周期.

结论:

突触活动持续时间极大地影响CREB酸化和下游基因表达.
包括CaMKIV和calcineurin在内的Ca2+/CaM信号通路是神经元中刺激-转录合的核心.
这些机制提供了突触输入模式和记忆的分子基础之间的联系.

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