來自加州大學(xué)舊金山分校等處的研究人員發(fā)表了題為“Chemical Genetic Identification of NDR1/2 Kinase Substrates AAK1 and Rabin8 Uncovers Their Roles in Dendrite Arborization and Spine Development”的文章，揭示了樹突調(diào)控關(guān)鍵NDR家族激酶中NDR1/2激酶的兩種底物，在樹突分支和樹突棘生長(zhǎng)過程中扮演的重要角色，這對(duì)于進(jìn)一步分析神經(jīng)樹突發(fā)生和生長(zhǎng)具有重要意義，相關(guān)成果公布在Neuron雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是神經(jīng)生物學(xué)家詹裕農(nóng)（Yuh-Nung　Jan） 葉公杼（Lily　Yeh　Jan）夫妻，他們的主要研究方向是離子通道和神經(jīng)發(fā)育等方面，不僅他們的工作得到了許多人的肯定，并且從他們實(shí)驗(yàn)室中也走出了多位華人科學(xué)家，其中包括獲得Science雜志“青年科學(xué)家獎(jiǎng)”的時(shí)松海，哥倫比亞大學(xué)楊建，麻省理工學(xué)院的沈華智和北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)饒毅等等。
樹突狀區(qū)域（dendritic fields）的模式是神經(jīng)回路形成和行使功能的主要影響因素，樹突分支（dendritic arborization）以及突觸形成都是神經(jīng)回路的必需成分。研究證明進(jìn)化上保守的NDR1/2激酶途徑，對(duì)于從酵母到哺乳動(dòng)物極性生長(zhǎng)具有重要意義，也調(diào)控著線蟲和果蠅的樹突生長(zhǎng)和形態(tài)形成。

詹裕農(nóng)研究組之前曾發(fā)現(xiàn)樹突分支神經(jīng)元和dendritic tiling是通過由Tricornered （Trc）, 兩個(gè)NDR （nuclear Dbf2-related） 家族激酶的一種共同介導(dǎo)的一個(gè)“like-repels-like”的行為模式建立的。但是有關(guān)哺乳動(dòng)物神經(jīng)元，以及其下游效應(yīng)因子中NDR1/2的作用，至今還并不清楚。
 

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在這篇文章中，研究人員發(fā)現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)域失活（dominant negative）的NDR1/2突變或者siRNA的表達(dá)，會(huì)增加哺乳動(dòng)物錐體神經(jīng)元（pyramidal neurons）的樹突長(zhǎng)度，和近端分支，這在培養(yǎng)細(xì)胞和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中都得到了證實(shí)。同時(shí)研究人員也發(fā)現(xiàn)持續(xù)激活的NDR1/2表達(dá)會(huì)發(fā)生相反的作用。
而且NDR1/2也有助于樹突棘的生長(zhǎng)，以及興奮性突觸的功能——樹突棘（dendritic spine）是樹突分支上常見的棘狀小突起，神經(jīng)元之間形成突觸的主要部位。

研究人員通過進(jìn)一步的化學(xué)遺傳學(xué)方法，識(shí)別出了NDR1/2在大腦細(xì)胞中的底物，這包括兩個(gè)參與細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)牡鞍祝篈AK1 （AP-2 associated kinase）和Rabin8，以及一個(gè)Rab8 GTPase的GDP/GTP 交換因子（GEF）。研究人員發(fā)現(xiàn)AAK1能幫助樹突生長(zhǎng)調(diào)控，而Rabin8則能調(diào)控樹突棘的生長(zhǎng)。
這項(xiàng)研究揭示了樹突調(diào)控關(guān)鍵NDR家族激酶中NDR1/2激酶的兩種底物，在樹突分支和樹突棘生長(zhǎng)過程中扮演的重要角色，這對(duì)于進(jìn)一步分析神經(jīng)樹突發(fā)生和生長(zhǎng)具有重要意義。

這一研究組近期還在Nature雜志上發(fā)表文章，發(fā)現(xiàn)了果蠅幼蟲的新奧秘——果蠅幼蟲的整個(gè)體壁都覆蓋著能夠感應(yīng)藍(lán)光和紫外線的神經(jīng)樹突，這些神經(jīng)元所采用的光傳導(dǎo)機(jī)制與其他果蠅光受體分子截然不同。
研究人員發(fā)現(xiàn)果蠅幼蟲的整個(gè)體壁都覆蓋著能夠感應(yīng)藍(lán)光和紫外線的神經(jīng)樹突，這些是其幼蟲的先天避光行為所必需的。這些神經(jīng)元所用的光傳導(dǎo)機(jī)制與其他果蠅光受體分子截然不同，但卻與在線蟲神經(jīng)元中所發(fā)現(xiàn)的一個(gè)系統(tǒng)相似，果蠅的這一機(jī)制有助于果蠅的自身保護(hù)。

來源：生物通