Организация резервного пула синаптических везикул в нервных окончаниях с удаленными компонентами белковой жидкой фазы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Белок эндофилин А, который в геноме млекопитающих кодируется тремя генами – эндофилин А1, А2 и А3, участвует в регуляции синаптического цикла на стадиях экзо- и эндоцитоза и присутствует в резервном пуле синаптических везикул (СВ), где его функция не ясна. Эксперименты, проведенные in vitro, позволяют предполагать, что посредством SH3-домен-опосредованных взаимодействий эндофилин А обеспечивает вхождение ряда белков в состав жидкой белковой фазы, организующей СВ в резервном пуле. Мы исследовали эффект удаления генов эндофилина и одного из его партнеров, участвующих в этих взаимодействиях, ‒ динамина, на организацию СВ в синапсах, образованных кортикальными нейронами в культуре. Исследования показали, что удаление генов эндофилина не приводит к изменениям плотности СВ в резервном пуле. В то же время удаление генов динамина 1 и динамина 3 вызывает значительное увеличение плотности везикул. Мы предполагаем, что функции эндофилина в синапсах дополняются другими SH3-домен-содержащими белками, которые являются компонентами белковой жидкой фазы резервного пула СВ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. В. Нифантова

Санкт-Петербургский государственный университет, Институт трансляционной биомедицины, лаборатория биологии синапсов

Автор, ответственный за переписку.
Email: oleg.shupliakov@ki.se
Россия, 199034, Санкт-Петербург

А. Г. Шишков

Санкт-Петербургский государственный университет, Институт трансляционной биомедицины, лаборатория биологии синапсов

Email: oleg.shupliakov@ki.se
Россия, 199034, Санкт-Петербург

О. М. Коренькова

Санкт-Петербургский государственный университет, Институт трансляционной биомедицины, лаборатория биологии синапсов

Email: oleg.shupliakov@ki.se
Россия, 199034, Санкт-Петербург

Е. С. Сопова

Санкт-Петербургский государственный университет, Институт трансляционной биомедицины, лаборатория биологии синапсов; Каролинский институт

Email: oleg.shupliakov@ki.se
Россия, 199034, Санкт-Петербург; 17177, Стокгольм, Швеция

Л. Бродин

Каролинский институт

Email: oleg.shupliakov@ki.se
Швеция, 17177, Стокгольм

О. В. Шупляков

Санкт-Петербургский государственный университет, Институт трансляционной биомедицины, лаборатория биологии синапсов; Каролинский институт

Email: oleg.shupliakov@ki.se
Россия, 199034, Санкт-Петербург; 17177, Стокгольм, Швеция

Список литературы

  1. Pieribone V.A., Shupliakov O., Brodin, L., Hilfiker-Rothenfluh S., Czernik A.J., Greengard P. 1995. Distinct pools of synaptic vesicles in neurotransmitter release. Nature, 375, 493–497.
  2. Rizzoli S.O., Betz W.J. 2004. The structural organization of the readily releasable pool of synaptic vesicles. Science, 303, 2037–2039.
  3. Brodin L., Milovanovic D., Rizzoli S.O., Shupliakov O. 2022. alpha-Synuclein in the synaptic vesicle liquid phase: Active player or passive bystander? Front. Mol. Biosci., 9, 891508.
  4. Milovanovic D., Wu Y., Bian X., De Camilli P. 2018. A liquid phase of synapsin and lipid vesicles. Science, 361, 604–607.
  5. Pechstein A., Tomilin N., Fredrich K., Vorontsova O., Sopova E., Evergren E., Haucke V., Brodin L., Shupliakov O. 2020. Vesicle clustering in a living synapse depends on a synapsin region that mediates phase separation. Cell Rep., 30, 2594–2602.e3.
  6. Shupliakov O. 2009. The synaptic vesicle cluster: a source of endocytic proteins during neurotransmitter release. Neuroscience, 158, 204–210.
  7. Denker A., Kröhnert K., Bückers J., Neher E., Rizzoli S.O. 2011. The reserve pool of synaptic vesicles acts as a buffer for proteins involved in synaptic vesicle recycling. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 108, 17183–17188.
  8. Sundborger A., Soderblom C., Vorontsova O., Evergren E., Hinshaw J.E., Shupliakov O. 2011. An endophilin-dynamin complex promotes budding of clathrin-coated vesicles during synaptic vesicle recycling. J. Cell. Sci., 124, 133–143.
  9. Yoshida T., Takenaka K.I., Sakamoto H., Kojima Y., Sakano T., Shibayama K., Nakamura K., Hanawa-Suetsugu K., Mori Y., Hirabayashi Y., Hirose K., Takamori S. 2023. Compartmentalization of soluble endocytic proteins in synaptic vesicle clusters by phase separation. iScience, 26, 106826.
  10. Milosevic I., Giovedi S., Lou X., Raimondi A., Collesi C., Shen H., Paradise S., O’Toole E., Ferguson S., Cremona O., De Camilli P. 2011. Recruitment of endophilin to clathrin-coated pit necks is required for efficient vesicle uncoating after fission. Neuron, 72, 587–601.
  11. Raimondi A., Ferguson S.M., Lou X., Armbruster M., Paradise S., Giovedi S., Messa M., Kono N., Takasaki J., Cappello V., O’Toole E., Ryan T.A., De Camilli P. 2011. Overlapping role of dynamin isoforms in synaptic vesicle endocytosis. Neuron, 70, 1100–1114.
  12. Gad H., Ringstad N., Low P., Kjaerulff O., Gustafsson J., Wenk M., Di Paolo G., Nemoto Y., Crun J., Ellisman M.H., De Camilli P., Shupliakov O., Brodin L. 2000. Fission and uncoating of synaptic clathrin-coated vesicles are perturbed by disruption of interactions with the SH3 domain of endophilin. Neuron, 27, 301–312.
  13. Шишков А.Г., Нифантова Н.В., Коренькова О.М., Сопова Е.С., Бродин Л., Шупляков О.В. 2023. BAR-домен-содержащие белки как возможные регуляторы белковой жидкой фазы в нервных окончаниях в центральной нервной системе. Биол. мембраны, 40 (3), 155–171.
  14. Shishkov A.G., Nifantova N.V., Korenkova O.M., Sopova E.S., Brodin L., Shupliakov O. 2023. BAR domain proteins as putative regulators of the protein liquid phase in nerve terminals in the central nervous system. Biochemistry (Moscow) Supplement Series A: Membrane and Cell Biology, 17, 69–82.
  15. Ferguson S.M., Brasnjo G., Hayashi M., Wolfel M., Collesi C., Giovedi S., Raimondi A., Gong L.W., Ariel P., Paradise S., O’Toole E., Flavell R., Cremona O., Miesenbock G., Ryan T.A., De Camilli P. 2007. A selective activity-dependent requirement for dynamin 1 in synaptic vesicle endocytosis. Science, 316, 570–574.
  16. Hoffmann C., Sansevrino R., Morabito G., Logan C., Vabulas R.M., Ulusoy A., Ganzella M., Milovanovic D. 2021. Synapsin condensates recruit alpha-synuclein. J. Mol. Biol., 433, 166961.
  17. Vargas K.J., Schrod N., Davis T., Fernandez-Busnadiego R., Taguchi Y.V., Laugks U., Lucic V., Chandra S.S. 2017. synucleins have multiple effects on presynaptic architecture. Cell Rep., 18, 161–173.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Эффекты удаления генов эндофилина и динамина на организацию резервного пула СВ в асимметричных синапсах в культуре кортикальных нейронов.

Скачать (1MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024