新的研究发现，通常与大脑中的蛋白质降解有关的19S蛋白酶体粒子可以在突触中独立运作，调节关键的突触蛋白质，使突触能够适应不同的环境。这一发现在超分辨率成像技术DNA PAINT的帮助下，不仅揭示了19S粒子的一个意想不到的作用，而且还为理解和潜在治疗帕金森病和痴呆症等神经系统疾病提供了一个新的目标。
达尔文的进化论强调了自然界中适应性和多样性的重要性。然而，生物细胞内的蛋白质是否也能表现出多功能性并适应不同环境下的新角色呢？对于大脑中的中央蛋白质分解装置来说，答案似乎是肯定的。当位于突触处时，它揭示了一种以前未见过的机制，使突触能够适应不同的情况。
调节性（19S）蛋白酶体粒子的作用一直与它在蛋白酶体复合物中的功能完全相关，在那里它与催化性（20S）粒子合作，识别并清除不需要的或受损的蛋白质--这一机制对正常的大脑发育和功能至关重要。
使用一种称为DNA PAINT的超分辨率成像技术，研究小组注意到突触中存在大量的自由19S粒子，它们在没有20S伙伴的情况下四处漂浮：
"我们意识到的是，19S不仅是20S的伙伴。它还作为许多关键突触蛋白的独立调节器单独工作。这为我们理解突触的蛋白质功能揭示了一个全新的维度，"副教授、文章的主要作者孙超解释说。
研究人员发现，丰富的自由19S颗粒似乎与一些突触蛋白相互作用，包括那些参与神经递质释放和检测的蛋白，从而调节突触处的信息传递和储存。
"通常情况下，如果细胞制造了一种蛋白质成分的过量拷贝，它需要摆脱这些多余的拷贝。因为细胞不喜欢有多余的蛋白质躺在那里，当它们找不到伙伴来实现蛋白质的功能。我们称它们为"孤儿蛋白"。但在这种情况下，似乎突触正在利用这些自由的19S颗粒，并使它们适应在突触中履行替代功能，"孙超解释说。
有了这个新发现，科学家们现在有了一个新的目标，可以理解和治疗突触功能失调的神经疾病，如帕金森病和痴呆症。
孙超目前是DANDRITE的组长，他在马克斯普朗克脑研究所与脑奖得主艾琳-舒曼合作时进行了这项研究。