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STED顕微鏡でシナプトタグミンがシナプス小胞エキソサイトーシス後もクラスター状態にあることがわかる

Nature 440, 7086 doi: 10.1038/nature04592

シナプス伝達は、シナプス小胞内に蓄えられ、活動時のエキソサイトーシスにより放出される神経伝達物質によって担われている。小胞膜は、その後エンドサイトーシスによって回収され、シナプス小胞が再生して伝達物質が再充填される。この小胞回収については、多くの局面が解明されているが、融合後の小胞の運命についてはまだ明らかにされていない。小胞の構成成分は細胞膜上に拡散してしまうのか、それともまとまったままなのか。小胞があまりに小さく(直径約40 nm)、かつ密集していることから既存の蛍光顕微鏡では解像できず、これまでこの問いに答えるのはむずかしかった。今回、STED(stimulated emission depletion)法を用いて焦点領域を回折限界より約1桁下げ、シナプス中の個々の小胞まで解像することができた。そして、小胞膜にあるタンパク質の1つであるシナプトタグミンIが、神経末端が中程度に活動した場合も強く刺激された場合も、シナプス前膜上で離散的なパッチ状の集団をなしたままであることがわかった。この結果は、少なくとも一部の小胞膜成分は、回収中に分散しないことを示している。また今回の研究で、数十ナノメートルの大きさの細胞構造に関する問題も、通常の遠視野光学系と可視光を用いた系で観察できることが実証された。

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