Spatial and molecular determinants of fusion probability and timing
融合概率和时间的空间和分子决定因素
基本信息
- 批准号:10226174
- 负责人:
- 金额:$ 35.82万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-09-30 至 2023-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Action PotentialsAddressAffinityBackBinding SitesBiochemicalBungarotoxinsCalciumCalcium ChannelCalcium Channel BlockersCell membraneChemical SynapseCleaved cellCommunicationConsumptionCoupledCouplesDataDefectDiseaseDockingEgtazic AcidElectric StimulationElectron MicroscopyElectronsEventExocytosisFerritinFreezingGeneticGoalsGoldHippocampus (Brain)ImageIndividualKineticsLabelLiquid substanceLocationMapsMediatingMembraneMethodsModelingMolecularMolecular BiologyMusNeuronsNeurotransmittersNickelPathogenesisPhasePlayPresynaptic TerminalsProbabilityProcessProteinsPsyche structureRecyclingResearchResolutionRoleSNAP receptorSiteSynapsesSynaptic TransmissionSynaptic VesiclesTechniquesTestingTimeVAMP-2Vesicleantibody testchemical releaseexperimental studymillisecondmolecular modelingnanomagneticnanoparticlenanoscalenervous system disorderneurotransmissionneurotransmitter releasenovelparticlepredictive modelingpressurerecruitsensorsynaptotagmin Itraffickingvesicular SNARE proteins
项目摘要
At chemical synapses, neurons communicate each other through release of neurotransmitters.
Synaptic transmission occurs in two kinetically distinct phases. Within milliseconds of an action potential,
synaptic vesicles fuse with the plasma membrane synchronously across multiple synapses. Following
synchronous fusion, synaptic vesicles continue to fuse with the plasma membrane over tens to hundreds of
milliseconds. This phase of neurotransmission is called asynchronous release, and it becomes more apparent
in pathophysiological conditions. Despite extensive research over the last 50 years, the nano-scale
organization of synaptic vesicle fusion sites is poorly understood. Where do synchronous and asynchronous
fusions take place within an active zone? Are fusion sites determined by the locations of calcium channels?
Which calcium sensors are responsible for asynchronous fusion? Is there a separate pool of vesicles for
asynchronous fusion? Or are the same pool of vesicles consumed for both phases? To address these
questions, we have developed zap-and-freeze electron microscopy to follow membrane dynamics millisecond-
by-millisecond. This technique couples electrical stimulation of neurons with high-pressure freezing to capture
rapid membrane trafficking events at mammalian central synapses with unprecedented spatial (1 nm) and
temporal (1 ms) resolution. Using this approach in combinations with advanced genetics, molecular biology,
and biochemical techniques, we will determine how fusion sites are organized at mammalian central synapses.
Defects in synaptic transmission play a causal role in neurological disorders. The proposed research aims to
understand the molecular mechanisms underlying synaptic transmission with the ultimate goal of
understanding the pathogenesis of these diseases.
在化学突触时,神经元通过释放神经递质相互交流。
突触传播发生在两个动力学不同的阶段。在行动潜力的毫秒内,
突触囊泡与质膜融合在多个突触中。下列的
同步融合,突触囊泡继续与质膜融合,超过数十至数百个
毫秒。这个神经传递的阶段称为异步释放,它变得更加明显
在病理生理状况下。尽管在过去的50年中进行了广泛的研究,但纳米级
突触囊泡融合位点的组织知之甚少。同步和异步在哪里
融合发生在活动区域内?融合位点是否由钙通道的位置确定?
哪些钙传感器负责异步融合?有没有单独的囊泡池
异步融合?还是在两个阶段都消耗了同一囊泡?解决这些
问题,我们已经开发了ZAP和Freeze电子显微镜,以遵循膜动力学毫秒毫秒。
毫无疑问。该技术将神经元的电刺激与高压冻结捕获以捕获
哺乳动物中央突触的快速膜运输事件,其空间空间(1 nm)和
时间(1 ms)分辨率。使用这种方法与晚期遗传学,分子生物学的结合,
和生化技术,我们将确定如何在哺乳动物中央突触中组织融合位点。
突触传播中的缺陷在神经系统疾病中起因果作用。拟议的研究旨在
了解突触传播的分子机制,其最终目标是
了解这些疾病的发病机理。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Shigeki Watanabe其他文献
Shigeki Watanabe的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Shigeki Watanabe', 18)}}的其他基金
Spatial and molecular determinants of fusion probability and timing
融合概率和时间的空间和分子决定因素
- 批准号:
9977278 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 35.82万 - 项目类别:
Spatial and molecular determinants of fusion probability and timing
融合概率和时间的空间和分子决定因素
- 批准号:
10443756 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 35.82万 - 项目类别:
Spatial and molecular determinants of fusion probability and timing
融合概率和时间的空间和分子决定因素
- 批准号:
9789391 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 35.82万 - 项目类别:
相似国自然基金
时空序列驱动的神经形态视觉目标识别算法研究
- 批准号:61906126
- 批准年份:2019
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
本体驱动的地址数据空间语义建模与地址匹配方法
- 批准号:41901325
- 批准年份:2019
- 资助金额:22.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
大容量固态硬盘地址映射表优化设计与访存优化研究
- 批准号:61802133
- 批准年份:2018
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
IP地址驱动的多径路由及流量传输控制研究
- 批准号:61872252
- 批准年份:2018
- 资助金额:64.0 万元
- 项目类别:面上项目
针对内存攻击对象的内存安全防御技术研究
- 批准号:61802432
- 批准年份:2018
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Investigating the interactions of auxillary subunits with the Nav1.5 channel
研究辅助亚基与 Nav1.5 通道的相互作用
- 批准号:
10678156 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 35.82万 - 项目类别:
Vagal airway sensory nerve activation by beta-coronavirus spike protein
β-冠状病毒刺突蛋白激活迷走神经气道感觉神经
- 批准号:
10748485 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 35.82万 - 项目类别:
Regulation of the Neuronal Transcriptome and Translatome by Myelination
髓鞘形成对神经元转录组和翻译组的调节
- 批准号:
10707902 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 35.82万 - 项目类别:
Calcium modification of voltage gated sodium channels
电压门控钠通道的钙修饰
- 批准号:
10798965 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 35.82万 - 项目类别:
Calcium modification of voltage gated sodium channels
电压门控钠通道的钙修饰
- 批准号:
10275837 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 35.82万 - 项目类别: