《Nature | 丘下神经元编码凹形和凸形几何》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-03-10
  • 2024年3月6日,加州大学欧文分校等机构的研究人员在Nature发表题为Subicular neurons encode concave and convex geometries的文章。

    自然界的动物经常遇到几何上复杂的景观。成功的导航要求他们了解这些景观的几何特征,包括边界、地标、角落和弯曲区域,所有这些共同定义了环境的几何形状。自然环境几何布局重建的关键是凹凸特征,如角和凸。然而,在环境中感知凹凸的神经基质仍然是难以捉摸的。

    该研究表明背下带包含的神经元在一个非中心的参考框架中编码环境几何形状的角。通过对自由行为的小鼠进行纵向钙成像,研究人员发现角细胞调节其活动以反映角的几何特性,包括角的角度、壁的高度和壁的相交程度。一组单独的丘下神经元对较大环境和离散物体的凸角进行编码。这两个角细胞都与编码环境边界的丘下神经元群不重叠。此外,编码凹角或凸角的角细胞概括了它们的活动,使它们分别对环境中的凹或凸曲率作出反应。

    总之,该研究结果表明,耻骨下包含重建自然空间环境的形状和布局所需的几何信息。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07139-z
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    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-07-26
    • 2024年7月24日,洛克菲勒大学Shen-Ying Zhang、Jean-Laurent Casanova、Yi-Hao Chan共同通讯在Nature发表题为Human TMEFF1 is a restriction factor for herpes simplex virus in the brain的文章,发现了蛋白质TMEFF1作为大脑中抗单纯疱疹病毒1型(HSV-1)的关键限制因子的新作用。这一发现揭示了在单纯疱疹病毒性脑炎(HSE)等背景下宿主防御机制和病毒发病机制之间的复杂相互作用。 该研究首先观察到,两名在儿童时期患有HSE的独立个体是TMEFF1罕见有害变异的纯合子。该基因编码一种细胞膜蛋白,主要在大脑皮层神经元中表达。进一步的研究表明,TMEFF1与HSV-1细胞表面受体NECTIN-1相互作用,削弱了病毒与细胞膜融合的能力,从而阻断了病毒的进入。TMEFF1的遗传缺陷被证明可以使HSV-1迅速进入皮质神经元,导致病毒向细胞核的转位和随后的复制增加。这种细胞表型可以通过用I型干扰素(IFN)预处理或通过表达外源性野生型TMEFF1来挽救。此外,作者发现全长TMEFF1或其N末端细胞外结构域的异位表达,而不是其羧基末端细胞内结构域,会损害HSV-1进入神经元以外的表达NECTIN-1的细胞的能力,从而增加细胞对HSV-1感染的抵抗力。 该研究的结果表明,人类TMEFF1在皮质神经元中对HSV-1感染起着保护作用,皮质神经元中TMEFF1组成性地高度富集。另一方面,遗传性TMEFF1缺陷使这些细胞容易感染HSV-1,可能是潜在的HSE诱因。这尤其值得注意,因为HSV-1在HSE之前、期间或甚至之后通常不会传播到其他组织如鼻腔和口腔上皮细胞,突显了中枢神经系统(CNS)对这种病毒的特定脆弱性。这项研究还强调了了解预防大脑中HSV-1感染的机制的重要性。TMEFF1作为HSV-1进入皮质神经元的宿主限制因子的发现,增加了关于人类免疫系统如何在中枢神经系统内防御病毒病原体的知识。 此外,该研究的结果对理解HSE的遗传基础具有重要意义。迄今为止,只有5-10%的HSE儿童被发现携带已知HSE致病基因的突变。将TMEFF1鉴定为HSE的一种新的遗传病因表明,这些基因没有突变的其他患者可能携带常染色体隐性先天性缺陷。 总之,TMEFF1作为HSV-1在大脑中的限制因子的发现为理解宿主防御机制和病毒发病机制之间的复杂相互作用开辟了新的途径,还为治疗干预提供了潜在的新靶点。研究人员指出,TMEFF1的细胞外结构域如果以可溶性形式产生,可能对对抗中枢神经系统或其他器官中的HSV-1,甚至HSV-2等病毒感染具有潜在的治疗价值。
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    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-04-14
    • 2024年4月10日,德国马克斯-普朗克研究所等机构的研究人员在Nature上发表了题为Emergence of fractal geometries in the evolution of a metabolic enzyme的文章。 分形是在多个长度尺度上具有自相似性的图案。宏观分形在自然界中很常见;然而,迄今为止,分子组装成分形仅限于合成系统。 该研究发现青霉菌的柠檬酸合成酶自组装成谢尔宾斯基三角形,这一发现可能意味着其他自然发生的分子级分形结构的存在。这项研究有助于揭示生物体内复杂结构的形成机制,对于生物医学和材料科学有着潜在的应用前景。