U neuronauci, termin „aktivna zona“ se koristi za označavanje specijalizovane oblasti u presinaptičkoj membrani sinapsi (tj. veze preko kojih neuroni prenose električne nervne signale jedni drugima ili drugim ćelijama). Aktivna zona je mesto gde se neurotransmiteri oslobađaju u sinapsama, tako da igra centralnu ulogu u komunikaciji između neurona i neurona.
Tokom akcionog potencijala (tj. električnog signala koji putuje unutar membrane neurona da bi preneo informacije preko nervnog sistema), sinaptičke vezikule se stapaju sa predsinaptičkom membranom kao odgovor na priliv Ca 2+ jona. Ovaj proces, koji se dešava unutar aktivne zone, na kraju dovodi do oslobađanja neurotransmitera u mali jaz između neurona koji šalje električni signal i neurona koji ga prima, poznat kao sinaptički rascep.
Istraživači na Medicinskom fakultetu Harvard i Medicinskom fakultetu Univerziteta u Merilendu nedavno su sproveli studiju koja je istraživala proteinske mašinerije u aktivnoj zoni koja posreduje u primanju sinaptičkih vezikula i grupisanju Ca 2+ kanala. Njihovi nalazi, objavljeni u Nature Neuroscience, otkrivaju dve odvojene proteinske mašinerije aktivne zone u sinapsama hipokampusa koje nezavisno izvršavaju ove funkcije.
„Akcioni potencijali pokreću oslobađanje neurotransmitera u presinaptičkoj aktivnoj zoni sa prostorno-vremenskom preciznošću“, napisali su Emperador-Melero, Jonathan V. Andersen i njihove kolege u svom radu.
„Ovo je podržano od strane proteinske mašinerije koja posreduje u primanju sinaptičkih vezikula i grupisanju Ca V 2 Ca 2+ kanala u blizini. Jedan model pretpostavlja da proteini skele direktno vezuju vezikule za Ca V 2s; međutim, ovde nalazimo da u sinapsama hipokampusa miša, Ca V 2 grupisanje i prajming vezikula se izvode odvojenim mašinama.“
Kao deo svojih studija, istraživači su ispitivali floksirane miševe i prethodno pripremljene kulture hipokampusa ekstrahovane iz mladunaca miševa koristeći različite mikroskopske tehnike, tehnike snimanja i obrade. Njihove analize su pokazale da dva proteina, naime Ca v 2 i Munc13, svaki formiraju nanoklastere pozicionirane na promenljivim rastojanjima jedan od drugog u sinapsama hipokampusa.
„Ca V 2 nanoklasteri su pozicionirani na promenljivim rastojanjima od onih za primarni protein Munc13“, napisali su Emperador-Melero, Andersen i njihove kolege.
„Organizator aktivne zone RIM sidri oba proteina, ali različiti motivi interakcije nezavisno izvršavaju ove funkcije. U transfektovanim ćelijama, Liprin-α i RIM formiraju ko-sklopove koji su odvojeni od Ca V 2-organizujućih kompleksa. U sinapsama, Liprin-α1–Liprin -α4 nokaut otežava prajming vezikula, ali ne i klasterisanje Ca V 2. Protein ćelijske adhezije PTPσ regrutuje Liprin-α, RIM i Munc13 u prajming komplekse bez zajedničkog klastera Ca V 2.
Na osnovu svojih zapažanja, istraživači zaključuju da su Ca V 2 klasteri i mesta prajminga vezikula organizovani nezavisno i da su podržani različitim mašinama. Takođe su zaključili da proteini Liprin-α i PTPσ posebno podržavaju sastavljanje mesta prajminga.
Sve u svemu, ovi nedavni nalazi sugerišu da postoje najmanje dve različite mašinerije aktivne zone obeležene nezavisnim mehanizmima koji posreduju grupisanje Ca 2+ kanala i prajming vezikula. Istraživači pretpostavljaju da podstrukturiranje aktivne zone koju su primetili doprinosi otpornosti sinapse i sklopa aktivnih zona prijavljenih u različitim prethodnim studijama neuronauke.
Rezultati prikupljeni kao deo ovog istraživačkog napora mogli bi utrti put za nove studije koje imaju za cilj dalje istraživanje identifikovanih različitih proteinskih mašina aktivne zone. Ovo bi moglo dovesti do zanimljivijih zapažanja o podstrukturiranju aktivne zone, potencijalno identifikujući druge proteinske mašinerije koje posreduju grupisanje Ca 2+ kanala i prajming vezikula.
