Single-molecule discrimination of discrete perisynaptic and distributed sites of actin filament assembly within dendritic spines.
Single-molecule discrimination of discrete perisynaptic and distributed sites of actin filament assembly within dendritic spines.
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DOI：
10.1016/j.neuron.2010.05.026
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发表时间：
2010-07-15
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Blanpied, Thomas A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Frost, Nicholas A.;Shroff, Hari;Kong, Huihui;Betzig, Eric;Blanpied, Thomas A.
在树突棘内，肌动蛋白被假定在突触后致密区固定受体，并在调节突触传递中发挥众多作用。然而，树突棘的亚微米尺寸限制了对棘内肌动蛋白动力学的研究，并且阻碍了对突触周肌动蛋白丝的活细胞分辨。利用光激活定位显微镜，我们测量了活树突棘内单个肌动蛋白分子的运动。单个肌动蛋白分子沿肌动蛋白丝的速度（肌动蛋白丝聚合速率的一个指标）在单个树突棘内具有高度异质性。最显著的是，分子速度在离散的、界限分明的焦点处升高，这些焦点并非主要出现在树突棘顶端，而是出现在整个树突棘的各个子区域，包括颈部。虽然突触处肌动蛋白丝上的肌动蛋白速度大幅升高，但胞吞区的肌动蛋白丝没有显示出增强的聚合活性。我们得出结论，肌动蛋白在整个树突棘内服务于空间上多样且独立调节的过程。突触周肌动蛋白形成一种独特的动态结构，非常适合对突触进行直接、主动的调节。
Within dendritic spines, actin is presumed to anchor receptors in the postsynaptic density and play numerous roles regulating synaptic transmission. However, the submicron dimensions of spines have limited examination of actin dynamics within spines, and prevented live-cell discrimination of perisynaptic actin filaments. Using photoactivated localization microscopy, we measured movement of individual actin molecules within living spines. Velocity of single actin molecules along filaments, an index of filament polymerization rate, was highly heterogeneous within individual spines. Most strikingly, molecular velocity was elevated in discrete, well-separated foci occurring not principally at the spine tip, but in subdomains throughout the spine, including the neck. Whereas actin velocity on filaments at the synapse was substantially elevated, those at the endocytic zone showed no enhanced polymerization activity. We conclude that actin subserves spatially diverse, independently regulated processes throughout spines. Perisynaptic actin forms a uniquely dynamic structure well suited for direct, active regulation of the synapse.
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DOI：
10.1083/jcb.200809046
发表时间：
2009-04-20
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Hotulainen P;Llano O;Smirnov S;Tanhuanpää K;Faix J;Rivera C;Lappalainen P
通讯作者：
Lappalainen P
DOI：
10.1083/jcb.201003008
发表时间：
2010-05-17
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Hotulainen P;Hoogenraad CC
通讯作者：
Hoogenraad CC
影响因子：
2.5
作者：
Capani, F;Martone, ME;Ellisman, MH
通讯作者：
Ellisman, MH
影响因子：
16.2
作者：
Ehlers, Michael D.;Heine, Martin;Choquet, Daniel
通讯作者：
Choquet, Daniel
影响因子：
56.9
作者：
Betzig, Eric;Patterson, George H.;Hess, Harald F.
通讯作者：
Hess, Harald F.